[科普中國(guó)]-色荷

粒子物理學(xué)中，色荷（英語(yǔ)：color charge）是夸克與膠子的一種性質(zhì)，在量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）的架構(gòu)底下，與它們之間的強(qiáng)相互作用有關(guān)。

簡(jiǎn)介粒子物理學(xué)中，色荷（英語(yǔ)：color charge）是夸克與膠子的一種性質(zhì)，在量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）的架構(gòu)底下，與它們之間的強(qiáng)相互作用有關(guān)。色荷與粒子的電荷呈類比關(guān)系，但因?yàn)镼CD的數(shù)學(xué)復(fù)雜性，色荷與電荷有許多技術(shù)上的不同?？淇伺c膠子的“顏色”與視覺(jué)上的色彩無(wú)關(guān)，而僅僅是對(duì)于一種表現(xiàn)上幾乎不超過(guò)原子核大小范圍的性質(zhì)的一項(xiàng)奇特名稱?！邦伾边@個(gè)詞單純是因?yàn)樯捎腥N類形，類比于三原色；相對(duì)地，電荷就只有一種類型（但其中尚有正負(fù)之分）。1

1964年，夸克的存在被提出之后不久，奧斯卡·格林柏格（Oscar Greenberg）引入了色荷的概念，試圖解釋幾個(gè)夸克如何能夠共同組成強(qiáng)子，處于在其它方面完全相同的狀態(tài)但卻仍滿足泡利不相容原理。這概念后來(lái)證實(shí)有用并且成為夸克模型的一部分。此后從1970年代，QCD開(kāi)始發(fā)展，并構(gòu)成粒子物理學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)模型的重要成分。

紅綠藍(lán)夸克的顏色可以下面三者中的一種：“紅”、“綠”或“藍(lán)”，而反夸克（antiquark）則為三者的“反色”（anticolors）中的一種，有時(shí)稱作是“反紅”（antired）、“反綠”（antigreen）及“反藍(lán)”（antiblue），有些時(shí)候也會(huì)用互補(bǔ)色──青（cyan）、洋紅（magenta）及黃（yellow）來(lái)表示。同樣的模式下，膠子可說(shuō)是兩種顏色的混和：舉例來(lái)說(shuō)，紅加反綠構(gòu)成了此種膠子的色荷。QCD中考慮從9個(gè)可能的顏色/反色所組成的8個(gè)獨(dú)特的膠子；參見(jiàn)膠子以了解其理由。參見(jiàn)耦合常數(shù)條目，以厘清以下的資料。

耦合常數(shù)與色荷在量子場(chǎng)論中，耦合常數(shù)與荷在標(biāo)示上不同，但彼此相關(guān)。耦合常數(shù)設(shè)定了相互作用力的強(qiáng)度；舉例來(lái)說(shuō)，在量子電動(dòng)力學(xué)中，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)是個(gè)耦合常數(shù)。規(guī)范場(chǎng)論中的荷則與粒子在規(guī)范對(duì)稱下的轉(zhuǎn)換方式有關(guān)，規(guī)范對(duì)稱亦即粒子在某個(gè)規(guī)范群下的群表示（group representation）。舉例來(lái)說(shuō)，電子有-1的電荷而正子有+1的電荷，暗示了規(guī)范轉(zhuǎn)換（gauge transformation）在某些方面對(duì)它們則有相反的效果。特別地說(shuō)，若將局域規(guī)范轉(zhuǎn)換 加諸到電動(dòng)力學(xué)上，則可得

其中是光子場(chǎng)，而是電子場(chǎng)，帶有Q=-1（上方的橫杠表示是反粒子——正子）。既然QCD是一個(gè)非阿貝爾式的理論，則群表示及色荷的情形會(huì)更加復(fù)雜。下一段文章將會(huì)處理這個(gè)議題。

相關(guān)條目量子色動(dòng)力學(xué)以及粒子物理學(xué)之標(biāo)準(zhǔn)模型

SU(3)規(guī)范場(chǎng)論

強(qiáng)子、夸克與膠子

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所