Kleurinperking

Kleurinperking is die verskynsel in fisika dat deeltjies met kleurlading (soos kwarke) nie afgesonder kan word en dus nie regstreeks waargeneem kan word nie.^[1] Kwarke kom net ’n groepe voor en vorm saam kleurlose voorwerpe. Daar is twee soorte hadrone: barione, wat bestaan uit drie kwarke van die drie verskillende kleure; en mesone, wat bestaan uit een kwark (met ’n sekere kleur) en een antikwark (met dieselfde antikleur). Die kwarke waaruit hierdie hadrone opgebou is, kan nooit uit hul hadron losgemaak word sonder om nuwe hadrone te vorm nie^[2] – kwarke kan dus net in hadrone waargeneem en bestudeer word en nie alleen nie.^[3]

Die rede vir inperking is redelik ingewikkeld. Daar is nog geen analitiese bewys dat die verskynsel in kwantumchromodinamika voorkom nie. Intuïtief kan ’n mens egter sê inperking vind plaas vanweë die kleurlading van die gluone.

As ’n mens twee elektries gelaaide deeltjies skei, sal die elektriese veld tussen hulle vinnig afneem, sodat elektrone byvoorbeeld uit ’n atoom gehaal kan word. In kwantumelektrodinamika word die wisselwerking tussen gelaaide deeltjies beskryf as die uitwisseling van fotone. As die deeltjies verder uitmekaar gaan, word hierdie uitwisseling moeiliker en word die wisselwerking swakker.

By kleurlading word die wisselwerking egter deur gluone oorgedra. Aangesien hulle self kleurlading het, is daar by hulle ook ’n wisselwerking met mekaar. Daarom verloop die wisselwerking tussen twee kwarke deur ’n buis (of string) van gluone. Hierdie buis tree op soos ’n rek wat hom al hoe meer teësit namate die kwarke uitmekaargaan. Die gevolg is dat die krag waarmee die kwarke mekaar aantrek nie met die afstand afneem nie, maar konstant bly.

As ’n mens tog sou probeer om kwarke te skei, soos wat gebeur tydens botsings in ’n deeltjieversneller, sal daar ’n punt kom waar die buis tussen die kwarke breek. Dit gebeur as daar in die gluonveld tussen die twee voldoende energie is om ’n nuwe kwark-antikwarkpaar te skep. Die twee nuwe deeltjies sal saam met die geskeide kwarke twee kleurlose voorwerpe vorm. Dit maak dat ’n mens in ’n deeltjieversneller "strome" (Engels: jets) hadrone waarneem. Die proses heet "hadronisasie" en is een van die prosesse in deeltjiefisika wat die swakte begryp word.

Die fase met inperking word meestal gedefinieer volgens die gedrag van die aksie van die Wilsonlus (die aksie van ’n kwark-antikwarkpaar wat die pad van ’n lus in die ruimtetyd volg). In ’n teorie sonder inperking is hierdie aksie eweredig met die lengte van die lus, terwyl dit in ’n teorie met inperking eweredig is met die oppervlakte. In laasgenoemde geval verg die skeiding van die twee kwarke meer energie (die oppervlakte van die lus word groter), sodat daar inperking is.

Van ’n sekere temperatuur af ontstaan ’n nuwe fase: die kwark-gluonplasma. In dié fase bestaan die kwarke en die gluone as vrye deeltjies – daar is dus geen inperking meer nie. Aangesien die energie van so ’n plasma baie hoog is, is die wisselwerking tussen die deeltjies swak (vanweë asimptotiese vryheid).

• Kleurinperking
• Hierdie artikel is vertaal uit die Nederlandse Wikipedia