El gluón es una partícula subatómica elemental que actúa como el portador de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo. Su función es mantener unidos a los quarks dentro de partículas como protones y neutrones.
El gluón es al color lo que el fotón es a la carga eléctrica. Así como el fotón transmite la fuerza electromagnética entre partículas cargadas, el gluón transmite la fuerza fuerte entre quarks.
¿Qué es el "color" en cromodinámica cuántica (QCD)?
En física cuántica, el "color" no se refiere al color visual, sino a una propiedad cuántica de los quarks y gluones.
Hay tres "colores" de carga: rojo, verde y azul, y sus opuestos: antirrojo, antiverde y antiazul.
Características generales del gluón:
1) Tipo: Bosón gauge (de espín 1).
2) Carga eléctrica: 0 (es neutro).
3) Espín: 1.
4) Masa: 0 (al menos en el modelo estándar, 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.
Interactúan entre sí, a diferencia de los fotones, lo que hace a la fuerza fuerte mucho más compleja.
Son responsables de más del 90% de la masa del protón, no por su masa propia, sino por la energía de interacción que generan entre quarks.
Tipos de gluones existentes :
Aunque podría parecer que debería haber 9 combinaciones de color-anticolor (3 colores × 3 anticolores), sólo hay 8 gluones independientes.
Las combinaciones de color-anticolor no son todas linealmente independientes. Una de las 9 combinaciones sería un estado neutro de color, que no participa en la interacción fuerte, y por tanto no es un gluón real.
Las 8 combinaciones de gluones
Estas combinaciones se expresan como superposiciones cuánticas de color y anticolor. No se nombran como partículas individuales, sino como combinaciones específicas lineales que representan los 8 generadores de SU(3).
Estos no son simples combinaciones como “rojo-antiverde”, sino estados cuánticos mezclados con coeficientes complejos y simetrías específicas.
Lo importante:
Cada uno de estos 8 gluones es un estado específico cuántico.
No tienen nombres separados como los quarks (no existe "gluón rojo" o "gluón azul").
En la práctica, 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 interacción fuerte que ellos median, por ejemplo, en colisiones de protones.
Cada uno de estos 8 gluones es un estado específico cuántico.
No tienen nombres separados como los quarks (no existe "gluón rojo" o "gluón azul").
En la práctica, 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 interacción fuerte que ellos median, por ejemplo, en colisiones de protones.
Gluón 9
El "gluón número 9" o gluón neutro es una idea teórica que surge del análisis matemático del grupo de simetría SU(3), pero no corresponde a una partícula física real dentro del modelo estándar de la física.
El "gluón número 9" o gluón neutro es una idea teórica que surge del análisis matemático del grupo de simetría SU(3), pero no corresponde a una partícula física real dentro del modelo estándar de la física.
La novena combinación corresponde a un estado simétrico y neutro de color, también llamado:
🔸 Gluón color singlete
🔸 Estado singlete de SU(3)
🔸 Estado “blanco” o “neutro” de color
Este estado es análogo al fotón en el electromagnetismo: es una combinación igual de los tres colores:
Es invariante bajo transformaciones de SU(3), lo que significa que no participa en la interacción fuerte y no intercambia color entre quarks. En otras palabras, es “invisible” a la cromodinámica cuántica.
La novena combinación corresponde a un estado simétrico y neutro de color, también llamado:
🔸 Gluón color singlete
🔸 Estado singlete de SU(3)
🔸 Estado “blanco” o “neutro” de color
Este estado es análogo al fotón en el electromagnetismo: es una combinación igual de los tres colores:
¿Por qué no es un gluón real?
El modelo estándar de la física basa la fuerza fuerte en el grupo SU(3), no en U(3).
El SU(3) tiene 8 generadores → 8 gluones.
El U(3) tendría 9 generadores → 9 “gluones”, pero uno de ellos sería un bosón extra sin interacción de color.
Si se incluyera este gluón blanco (singlete), violaría las observaciones experimentales:
Nunca se ha observado una partícula que se comporte como un gluón neutro sin color.
El confinamiento del color exige que no existan portadores que puedan escapar al intercambio de color.
En algunas extensiones teóricas (como teorías de gran unificación o modelos con U(3) en lugar de SU(3)), podría surgir una partícula similar al gluón neutro, pero estas ideas aún no han sido confirmadas experimentalmente.
O sea, el gluón 9 :
El SU(3) tiene 8 generadores → 8 gluones.
El U(3) tendría 9 generadores → 9 “gluones”, pero uno de ellos sería un bosón extra sin interacción de color.
Nunca se ha observado una partícula que se comporte como un gluón neutro sin color.
El confinamiento del color exige que no existan portadores que puedan escapar al intercambio de color.
No participa en la interacción fuerte.
No tiene color.
Nunca ha sido observado.
Solo existen 8 gluones físicos funcionales, correspondientes a los 8 generadores del grupo SU(3).
No participa en la interacción fuerte.
No tiene color.
Nunca ha sido observado.
.jpg)
No hay comentarios:
Publicar un comentario