रंग परिरोध

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रंग बल कारावास का समर्थन करता है क्योंकि एक निश्चित सीमा पर यह क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ी बनाने के लिए अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, जो कि रंग प्रवाह ट्यूब को बढ़ाना जारी रखता है। यह एक लम्बी रबर-बैंड के व्यवहार के अनुरूप है।
रंग कारावास का एक एनीमेशन। यदि क्वार्कों को ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है जैसा कि दिखाया गया है, ग्लूऑन ट्यूब तब तक लंबी हो जाती है जब तक कि यह उस बिंदु तक नहीं पहुंच जाती जहां यह "स्नैप" करती है और क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ी बनाती है। इस प्रकार एकल क्वार्क कभी भी अलगाव में नहीं देखे जाते हैं।

क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स में, रंग परिरोध, प्रायः इसे केवल परिरोध के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह वह घटना है जिससे रंग-आवेशित कणों (जैसे क्वार्क और ग्लून्स) को अलग नहीं किया जा सकता है, और इसलिए लगभग 2 टेराकेल्विन (लगभग 130-140 MeV प्रति कण की ऊर्जा के अनुरूप) के हेगेडोर्न तापमान के नीचे सामान्य परिस्थितियों में सीधे नहीं देखा जा सकता है।[1][2] हैड्रोन बनाने के लिए क्वार्क और ग्लून्स को आपस में टकराना चाहिए। दो मुख्य प्रकार के हैड्रॉन मेसन (एक क्वार्क, एक एंटीक्वार्क) और बेरियन (तीन क्वार्क) हैं। इसके अलावा, केवल ग्लून्स से बने रंगहीन ग्लूबॉल भी परिरोध के अनुरूप हैं, हालांकि प्रयोगात्मक रूप से पहचानना कठिन है। क्वार्क और ग्लून्स को उनके मूल हैड्रॉन से नए हैड्रॉन के उत्पादन के बिना अलग नहीं किया जा सकता है।[3]

मूल

किसी भी गैर-एबेलियन गेज सिद्धांत में रंग बंधन का अभी तक कोई विश्लेषणात्मक प्रमाण नहीं है। इस घटना को गुणात्मक रूप से यह देखते हुए समझा जा सकता है कि QCD के बल-वाहक ग्लून्स में रंग आवेश होता है, क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (QED) के फोटॉन के विपरीत। जबकि विद्युत आवेशित कणों के बीच विद्युत क्षेत्र तेजी से घटता है क्योंकि उन कणों को अलग किया जाता है, रंग आवेशों की एक जोड़ी के बीच का ग्लूऑन क्षेत्र उनके बीच एक संकीर्ण फ्लक्स ट्यूब (या स्ट्रिंग) बनाता है। ग्लूऑन क्षेत्र के इस व्यवहार के कारण, कणों के बीच मजबूत बल उनके अलग होने की परवाह किए बिना स्थिर रहता है। [4] [5]

इइसलिए, चूंकि दो रंग आवेश किसी बिंदु पर अलग हो जाते हैं, और यह एक नए क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ी के बजाय ट्यूब के नीचे दिखाई देने के लिए ऊर्जावान रूप से अनुकूल हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप, जब कण त्वरक में क्वार्क उत्पन्न होते हैं, तो डिटेक्टरों में अलग-अलग क्वार्क को देखने के बजाय, वैज्ञानिक कई रंग-तटस्थ कणों (मेसन और बेरियन ) के " जेट " को एक साथ क्लस्टर करते हुए देखते हैं। इस प्रक्रिया को हैड्रोनाइजेशन, विखंडन या स्ट्रिंग ब्रेकिंग कहा जाता है।

परिरोध चरण को आमतौर पर विल्सन लूप की क्रिया के व्यवहार द्वारा परिभाषित किया जाता है, जो कि स्पेसटाइम में एक बिंदु पर बनाई गई क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ी द्वारा पता लगाया गया है और दूसरे बिंदु पर नष्ट हो गया है। एक गैर-सीमित सिद्धांत में, ऐसे लूप की क्रिया उसके परिमाप के समानुपाती होती है। हालांकि, एक सीमित सिद्धांत में, लूप की क्रिया इसके क्षेत्र के बजाय आनुपातिक होती है। चूंकि क्षेत्र क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़ी के पृथक्करण के समानुपाती होता है, इसलिए मुक्त क्वार्क दबा दिए जाते हैं। ऐसी तस्वीर में मेसन की अनुमति है, क्योंकि एक लूप जिसमें विपरीत दिशा के साथ एक और लूप होता है, में दो लूपों के बीच केवल एक छोटा सा क्षेत्र होता है। गैर-शून्य तापमान पर, परिरोध के लिए ऑर्डर ऑपरेटर विल्सन लूप के थर्मल संस्करण हैं जिन्हें पॉलाकोव लूप के रूप में जाना जाता है।

परिरोध स्केल

परिरोध स्केल या क्यूसीडी स्केल वह पैमाना है जिस पर स्थायी रूप से परिभाषित मजबूत युग्मन निरंतर विचलन होता है। इसे लैंडौ पोल के नाम से जाना जाता है। परिरोध पैमाने की परिभाषा और मूल्य इसलिए उपयोग की जाने वाली पुनर्सामान्यीकरण योजना पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, एमएस-बार (MS-bar) स्कीम में और 4- लूप पर , 3-स्वाद मामले में विश्व औसत [6] द्वारा दिया गया है

जब पुनर्सामान्यीकरण समूह समीकरण को ठीक से हल किया जाता है, तो पैमाने को बिल्कुल भी परिभाषित नहीं किया जाता है। इसलिए इसके बजाय एक विशेष संदर्भ पैमाने पर मजबूत युग्मन स्थिरांक के मूल्य को उद्धृत करने की प्रथागत है।

कभी-कभी यह माना जाता है कि परिरोध का एकमात्र उद्गम लांडौ पोल के पास मजबूत युग्मन का बहुत बड़ा मूल्य है। इसे कभी-कभी अवरक्त दासता ( पराबैंगनी स्वतंत्रता के विपरीत चुना गया शब्द) के रूप में संदर्भित किया जाता है। हालांकि यह गलत है क्योंकि क्यूसीडी में लैंडौ पोल अभौतिक है, [7] [8] जिसे इस तथ्य से देखा जा सकता है कि परिरोध के पैमाने पर इसकी स्थिति काफी हद तक पसंद पुनर्सामान्यीकरण योजना पर निर्भर करती है, अर्थात एक सम्मेलन पर। अधिकांश साक्ष्य सामान्य रूप से बड़े युग्मन की ओर इशारा करते हैं, आमतौर पर मूल्य 1-3[7] का होता है जो कि पुनर्सामान्यीकरण योजना की पसंद के आधार पर होता है। इन्फ्रारेड दासता के सरल लेकिन गलत तंत्र के विपरीत, एक बड़ा युग्मन रंग बंधन के लिए एक घटक है, दूसरा यह है कि ग्लून्स रंग-आवेशित होते हैं और इसलिए ग्लूऑन ट्यूबों में गिर सकते हैं।

मॉडल परिरोध का प्रदर्शन

चार स्पेसटाइम आयामों में QCD के अलावा, द्वि-आयामी Schwinger मॉडल भी परिरोध प्रदर्शित करता है। [9] कॉम्पैक्ट एबेलियन गेज सिद्धांत भी 2 और 3 स्पेसटाइम आयामों में परिरोध प्रदर्शित करते हैं। [10] स्पिनॉन नामक चुंबकीय प्रणाली के प्राथमिक उत्तेजनाओं में परिरोध पाया गया है।[11]

यदि इलेक्ट्रोवीक समरूपता तोड़ने वाले पैमाने को कम किया जाता है, तो निरंतर SU(2) अंतःक्रिया सीमित हो जाएगी। वैकल्पिक मॉडल जहां SU(2) उस पैमाने से ऊपर सीमित हो जाता है, मात्रात्मक रूप से कम ऊर्जा पर मानक मॉडल के समान होता है, लेकिन समरूपता तोड़ने के ऊपर नाटकीय रूप से भिन्न होता है। [12]

पूरी तरह से जांचे गए क्वार्क के मॉडल

क्वार्क परिरोध विचार के अलावा, एक संभावित संभावना है कि क्वार्क के आसपास के ग्लूओनिक रंग द्वारा क्वार्क का रंग चार्ज पूरी तरह से जांचा जाता है। एसयू(3) शास्त्रीय यांग-मिल्स सिद्धांत के सटीक समाधान पाए गए हैं जो क्वार्क के रंग चार्ज की पूर्ण स्क्रीनिंग (ग्लूऑन फ़ील्ड द्वारा) प्रदान करते हैं। [13] हालांकि, ऐसे शास्त्रीय समाधान क्यूसीडी वैक्यूम के गैर-तुच्छ गुणों को ध्यान में नहीं रखते हैं। इसलिए, एक अलग क्वार्क के लिए ऐसे पूर्ण ग्लूओनिक स्क्रीनिंग समाधान का महत्व स्पष्ट नहीं है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Barger, V.; Phillips, R. (1997). Collider Physics. Addison–Wesley. ISBN 978-0-201-14945-6.
  2. ↑ Greensite, J. (2011). An introduction to the confinement problem. Lecture Notes in Physics. Vol. 821. Springer. Bibcode:2011LNP...821.....G. doi:10.1007/978-3-642-14382-3. ISBN 978-3-642-14381-6.
  3. ↑ Wu, T.-Y.; Hwang, Pauchy W.-Y. (1991). Relativistic quantum mechanics and quantum fields. World Scientific. p. 321. ISBN 978-981-02-0608-6.
  4. ↑ Muta, T. (2009). Foundations of Quantum Chromodynamics: An introduction to perturbative methods in gauge theories. Lecture Notes in Physics. Vol. 78 (3rd ed.). World Scientific. ISBN 978-981-279-353-9.
  5. ↑ Smilga, A. (2001). Lectures on quantum chromodynamics. World Scientific. ISBN 978-981-02-4331-9.
  6. ↑ "Review on Quantum Chromodynamics" (PDF). Particle Data Group.
  7. ↑ 7.0 7.1 A. Deur, S. J. Brodsky and G. F. de Teramond, (2016) “The QCD Running Coupling” Prog. Part. Nucl. Phys. 90, 1
  8. ↑ D. Binosi, C. Mezrag, J. Papavassiliou, C. D. Roberts and J. Rodriguez-Quintero, (2017) “Process-independent strong running coupling” Phys. Rev. D 96, no. 5, 054026
  9. ↑ Wilson, Kenneth G. (1974). "Confinement of Quarks". Physical Review D. 10 (8): 2445–2459. Bibcode:1974PhRvD..10.2445W. doi:10.1103/PhysRevD.10.2445.
  10. ↑ Schön, Verena; Michael, Thies (2000). "2d Model Field Theories at Finite Temperature and Density (Section 2.5)". In Shifman, M. (ed.). At the Frontier of Particle Physics. pp. 1945–2032. arXiv:hep-th/0008175. Bibcode:2001afpp.book.1945S. CiteSeerX 10.1.1.28.1108. doi:10.1142/9789812810458_0041. ISBN 978-981-02-4445-3.
  11. ↑ Lake, Bella; Tsvelik, Alexei M.; Notbohm, Susanne; Tennant, D. Alan; Perring, Toby G.; Reehuis, Manfred; Sekar, Chinnathambi; Krabbes, Gernot; Büchner, Bernd (2009). "Confinement of fractional quantum number particles in a condensed-matter system". Nature Physics. 6 (1): 50–55. arXiv:0908.1038. Bibcode:2010NatPh...6...50L. doi:10.1038/nphys1462.
  12. ↑ Claudson, M.; Farhi, E.; Jaffe, R. L. (1 August 1986). "Strongly coupled standard model". Physical Review D. 34 (3): 873–887. Bibcode:1986PhRvD..34..873C. doi:10.1103/PhysRevD.34.873. PMID 9957220.
  13. ↑ Cahill, Kevin (1978). "Example of Color Screening". Physical Review Letters. 41 (9): 599–601. Bibcode:1978PhRvL..41..599C. doi:10.1103/PhysRevLett.41.599.
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