क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD)भौतिकी में, सिद्धांत जो मजबूत बल की कार्रवाई का वर्णन करता है। क्यूसीडी का निर्माण इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स के क्वांटम फील्ड सिद्धांत क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (क्यूईडी) के अनुरूप किया गया था। QED में आवेशित कणों के विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं का वर्णन प्रकाश के "कणों" के रूप में जाने जाने वाले द्रव्यमान फोटॉनों के उत्सर्जन और बाद के अवशोषण के माध्यम से किया जाता है; अपरिवर्तित, विद्युत तटस्थ कणों के बीच ऐसी बातचीत संभव नहीं है। फोटॉन को QED में "बल-वाहक" कण के रूप में वर्णित किया गया है जो विद्युत चुम्बकीय बल की मध्यस्थता या संचार करता है। QED के अनुरूप होने से, क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स ग्लून्स नामक बल-वाहक कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, जो "रंग", "मजबूत" आवेश का एक रूप धारण करने वाले पदार्थों के कणों के बीच मजबूत बल का संचार करते हैं। इसलिए मजबूत बल इसके प्रभाव में सीमित होता है, जो क्वार्क नामक प्राथमिक उपपरमाण्विक कणों और क्वार्क से निर्मित संयुक्त कणों- जैसे कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है, जो परमाणु नाभिक बनाते हैं, साथ ही मेसॉन नामक अधिक-बाहर-अनपेक्षित कण भी होते हैं।
उप-परमाणु कण: क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स: मजबूत बल का वर्णन
1920 की शुरुआत में, जब अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने प्रोटॉन का नाम दिया और इसे एक मूलभूत कण के रूप में स्वीकार किया, यह स्पष्ट था कि विद्युत चुम्बकीय
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1973 में एक "मजबूत क्षेत्र" के स्रोत के रूप में रंग की अवधारणा को यूरोपीय भौतिक विज्ञानी हैराल्ड फ्रिट्ज़ और हेनरिक लेटविलेर द्वारा क्यूसीडी के सिद्धांत में विकसित किया गया था, साथ में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी मरे गेल-मान। विशेष रूप से, उन्होंने 1950 के दशक में चेन निंग यांग और रॉबर्ट मिल्स द्वारा विकसित सामान्य क्षेत्र सिद्धांत को नियोजित किया, जिसमें एक बल के वाहक कण स्वयं आगे वाहक कणों को विकीर्ण कर सकते हैं। (यह QED से भिन्न है, जहां विद्युत चुम्बकीय बल ले जाने वाले फोटॉन आगे के फोटॉन को विकीर्ण नहीं करते हैं।)
QED में केवल एक प्रकार का विद्युत आवेश होता है, जो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है — प्रभाव में, यह आवेश और प्रतिचायक से मेल खाता है। क्यूसीडी में क्वार्क के व्यवहार को समझाने के लिए, इसके विपरीत, तीन अलग-अलग प्रकार के रंग आवेश होने चाहिए, जिनमें से प्रत्येक रंग या एंटीकॉल के रूप में हो सकता है। प्रकाश के प्राथमिक रंगों के अनुरूप तीन प्रकार के आवेश को लाल, हरा और नीला कहा जाता है, हालांकि सामान्य अर्थों में रंग के साथ कोई संबंध नहीं है।
कलर-न्यूट्रल पार्टिकल्स दो तरह से होते हैं। उदाहरण के लिए, उदाहरण के लिए, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, तीन क्वार्क से निर्मित बैरियोन-सबमैटोमिक कणों में से प्रत्येक एक अलग रंग के होते हैं, और तीन रंगों के मिश्रण से एक कण पैदा होता है जो तटस्थ होता है। दूसरी ओर, मेसन्स क्वार्क और एंटिकार्क्स के जोड़े से निर्मित होते हैं, उनके एंटीमैटर समकक्ष होते हैं, और इसमें एंटिकार्क का एंटिकोल क्वार्क के रंग को बेअसर कर देता है, जितना कि सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत प्रवाह एक दूसरे को विद्युत रूप से तटस्थ बनाने के लिए रद्द करते हैं। वस्तु।
क्वार्क ग्लून्स नामक कणों का आदान-प्रदान करके मजबूत बल के माध्यम से बातचीत करता है। क्यूईडी के विपरीत, जहां फोटॉनों का आदान-प्रदान विद्युत रूप से तटस्थ होता है, क्यूसीडी के ग्लूऑन रंग शुल्क भी लेते हैं। क्वार्कों के तीन रंगों के बीच सभी संभावित इंटरैक्शन की अनुमति देने के लिए, आठ ग्लून्स होना चाहिए, जिनमें से प्रत्येक आमतौर पर एक रंग का मिश्रण और एक अलग तरह का एंटीकॉल होता है।
क्योंकि ग्लून्स रंग ले जाते हैं, वे आपस में बातचीत कर सकते हैं, और इससे मजबूत बल का व्यवहार सूक्ष्म रूप से विद्युत चुम्बकीय बल से अलग होता है। QED एक ऐसे बल का वर्णन करता है, जो अंतरिक्ष की अनंत पहुंच तक फैल सकता है, हालांकि बल कमजोर हो जाता है क्योंकि दो आवेशों के बीच की दूरी बढ़ जाती है (उलटा वर्ग कानून का पालन करना)। QCD में, हालांकि, रंग प्रभार द्वारा उत्सर्जित ग्लून्स के बीच की बातचीत उन आरोपों को अलग-अलग खींचे जाने से रोकती है। इसके बजाय, यदि एक प्रोटॉन से बाहर एक क्वार्क को दस्तक देने के प्रयास में पर्याप्त ऊर्जा का निवेश किया जाता है, उदाहरण के लिए, परिणाम एक क्वार्क-एंटीकार्क जोड़ी का निर्माण होता है - दूसरे शब्दों में, एक मेसन। क्यूसीडी का यह पहलू मजबूत बल की कम दूरी की प्रकृति का प्रतीक है, जो लगभग 10 than15 मीटर की दूरी तक सीमित है, जो परमाणु नाभिक के व्यास से छोटा है। यह क्वार्कों के स्पष्ट कारावास की भी व्याख्या करता है - अर्थात, उन्हें केवल बायरोन (जैसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) और मेसन्स में बाध्य संयुक्त अवस्थाओं में देखा गया है।
