El glu贸n es una part铆cula subat贸mica elemental que act煤a como el portador de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo. Su funci贸n es mantener unidos a los quarks dentro de part铆culas como protones y neutrones.
El glu贸n es al color lo que el fot贸n es a la carga el茅ctrica. As铆 como el fot贸n transmite la fuerza electromagn茅tica entre part铆culas cargadas, el glu贸n transmite la fuerza fuerte entre quarks.
¿Qu茅 es el "color" en cromodin谩mica cu谩ntica (QCD)?
En f铆sica cu谩ntica, el "color" no se refiere al color visual, sino a una propiedad cu谩ntica de los quarks y gluones.
Hay tres "colores" de carga: rojo, verde y azul, y sus opuestos: antirrojo, antiverde y antiazul.
Caracter铆sticas generales del glu贸n:
1) Tipo: Bos贸n gauge (de esp铆n 1).
2) Carga el茅ctrica: 0 (es neutro).
3) Esp铆n: 1.
4) Masa: 0 (al menos en el modelo est谩ndar, aunque no pueden aislarse para medirla directamente).
5) Vida libre: Nunca se encuentran solos debido al confinamiento de color.
Observaciones
Mantienen unidos a los quarks dentro de hadrones como protones y neutrones.
Interact煤an entre s铆, a diferencia de los fotones, lo que hace a la fuerza fuerte mucho m谩s compleja.
Son responsables de m谩s del 90% de la masa del prot贸n, no por su masa propia, sino por la energ铆a de interacci贸n que generan entre quarks.
Tipos de gluones existentes :
Aunque podr铆a parecer que deber铆a haber 9 combinaciones de color-anticolor (3 colores × 3 anticolores), s贸lo hay 8 gluones independientes.
Las combinaciones de color-anticolor no son todas linealmente independientes. Una de las 9 combinaciones ser铆a un estado neutro de color, que no participa en la interacci贸n fuerte, y por tanto no es un glu贸n real.
Las 8 combinaciones de gluones
Estas combinaciones se expresan como superposiciones cu谩nticas de color y anticolor. No se nombran como part铆culas individuales, sino como combinaciones espec铆ficas lineales que representan los 8 generadores de SU(3).
Estos no son simples combinaciones como “rojo-antiverde”, sino estados cu谩nticos mezclados con coeficientes complejos y simetr铆as espec铆ficas.
Lo importante:
Cada uno de estos 8 gluones es un estado espec铆fico cu谩ntico.
No tienen nombres separados como los quarks (no existe "glu贸n rojo" o "glu贸n azul").
En la pr谩ctica, estos gluones nunca se observan directamente, ya que no pueden existir libremente por el confinamiento del color.
Lo que se detecta en experimentos son los efectos de la interacci贸n fuerte que ellos median, por ejemplo, en colisiones de protones.
Cada uno de estos 8 gluones es un estado espec铆fico cu谩ntico.
No tienen nombres separados como los quarks (no existe "glu贸n rojo" o "glu贸n azul").
En la pr谩ctica, estos gluones nunca se observan directamente, ya que no pueden existir libremente por el confinamiento del color.
Lo que se detecta en experimentos son los efectos de la interacci贸n fuerte que ellos median, por ejemplo, en colisiones de protones.
Glu贸n 9
El "glu贸n n煤mero 9" o glu贸n neutro es una idea te贸rica que surge del an谩lisis matem谩tico del grupo de simetr铆a SU(3), pero no corresponde a una part铆cula f铆sica real dentro del modelo est谩ndar de la f铆sica.
El "glu贸n n煤mero 9" o glu贸n neutro es una idea te贸rica que surge del an谩lisis matem谩tico del grupo de simetr铆a SU(3), pero no corresponde a una part铆cula f铆sica real dentro del modelo est谩ndar de la f铆sica.
La novena combinaci贸n corresponde a un estado sim茅trico y neutro de color, tambi茅n llamado:
馃敻 Glu贸n color singlete
馃敻 Estado singlete de SU(3)
馃敻 Estado “blanco” o “neutro” de color
Este estado es an谩logo al fot贸n en el electromagnetismo: es una combinaci贸n igual de los tres colores:
Es invariante bajo transformaciones de SU(3), lo que significa que no participa en la interacci贸n fuerte y no intercambia color entre quarks. En otras palabras, es “invisible” a la cromodin谩mica cu谩ntica.
La novena combinaci贸n corresponde a un estado sim茅trico y neutro de color, tambi茅n llamado:
馃敻 Glu贸n color singlete
馃敻 Estado singlete de SU(3)
馃敻 Estado “blanco” o “neutro” de color
Este estado es an谩logo al fot贸n en el electromagnetismo: es una combinaci贸n igual de los tres colores:
¿Por qu茅 no es un glu贸n real?
El modelo est谩ndar de la f铆sica basa la fuerza fuerte en el grupo SU(3), no en U(3).
El SU(3) tiene 8 generadores → 8 gluones.
El U(3) tendr铆a 9 generadores → 9 “gluones”, pero uno de ellos ser铆a un bos贸n extra sin interacci贸n de color.
Si se incluyera este glu贸n blanco (singlete), violar铆a las observaciones experimentales:
Nunca se ha observado una part铆cula que se comporte como un glu贸n neutro sin color.
El confinamiento del color exige que no existan portadores que puedan escapar al intercambio de color.
En algunas extensiones te贸ricas (como teor铆as de gran unificaci贸n o modelos con U(3) en lugar de SU(3)), podr铆a surgir una part铆cula similar al glu贸n neutro, pero estas ideas a煤n no han sido confirmadas experimentalmente.
O sea, el glu贸n 9 :
El SU(3) tiene 8 generadores → 8 gluones.
El U(3) tendr铆a 9 generadores → 9 “gluones”, pero uno de ellos ser铆a un bos贸n extra sin interacci贸n de color.
Nunca se ha observado una part铆cula que se comporte como un glu贸n neutro sin color.
El confinamiento del color exige que no existan portadores que puedan escapar al intercambio de color.
No participa en la interacci贸n fuerte.
No tiene color.
Nunca ha sido observado.
Solo existen 8 gluones f铆sicos funcionales, correspondientes a los 8 generadores del grupo SU(3).
No participa en la interacci贸n fuerte.
No tiene color.
Nunca ha sido observado.
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