Асимптотическая свобода и конфайнмент

Асимптотическая свобода и конфайнмент С. Транковский.. Нобелевская премия по физике 2004 года присуждена американским исследователям Дэвиду Гроссу, Дэвиду Политцеру и Фрэнку Вильчеку за "открытие явления асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий". Частицы, участвующие в сильном взаимодействии, - адроны, к которым, в частности, относятся протоны и нейтроны, состоят из кварков (см. "Наука и жизнь" № 8, 1994

г.). Имеется шесть "сортов" (физики называют их "ароматами") кварков, и у каждого есть свой антикварк. Кварковая модель предполагает, что один тип адронов (барионы) состоит из трех кварков, другой (мезоны) - из кварка и антикварка. Но здесь возникает сложность: из законов квантовой механики следует, что стабильной частица будет, только обладая наименьшей энергией, когда все кварки находятся в одном и том же состоянии. Это,

однако, запрещено так называемым принципом Паули: кварки имеют полуцелый спин (1/2) и относятся к классу фермионов. Выход предложили российские физики Н. Н. Боголюбов, Б. В. Струминский, А. Н. Тахвелидзе и японец Й. Намбу. Они ввели еще одно квантовое число - "цвет", который способен принимать три разных значения - красный, синий и зеленый (в отечественной литературе по предложению академика Л. Б. Окуня принят желто-сине-красный

набор). Антикварки обладают дополнительными цветами (фиолетовым, оранжевым и зеленым). Кварки могут быть любого цвета, но в частице сочетаются в таких цветовых состояниях, что в сумме дают "белый цвет", поэтому адроны "бесцветны". Цветовые заряды взаимодействуют аналогично зарядам электрическим: одинаковые отталкиваются, противоположные притягиваются, обмениваясь квантами цветового поля - глюонами. Характер их

взаимодействий, весьма сложный, определяется законами квантовой хромодинамики. Наиболее важный вывод из них состоит в том, что и сами глюоны, переносчики сильного взаимодействия между кварками, в отличие от фотонов, квантов электромагнитного взаимодействия, электрических зарядов не имеющих, тоже обладают цветовым зарядом (академик Л. Б. Окунь образно назвал их "светящимся светом"). Это приводит к так называемому явлению