**Глюоны** (англ.: gluon ад *glue* — клей) — элементарныя часціцы, якія з'яўляюцца прычынай узаемадзеяння кваркаў.

Кажучы тэхнічнай мовай, глюоны — гэта вектарныя калібравальныя базоны, якія непасрэдна адказваюць за моцнае каляровае ўзаемадзеянне паміж кваркамі ў квантавай хромадынаміцы (КХД). У адрозненне ад нейтральных фатонаў у квантавай электрадынаміцы (КЭД), глюоны самі нясуць каляровы зарад і, такім чынам, удзельнічаюць у моцных узаемадзеяннях, а не толькі пераносяць іх. Глюон валодае здольнасцю рабіць гэта, таму што ён нясе ў сабе каляровы зарад, тым самым узаемадзейнічаючы з самім сабой, што робіць КХД значна больш складанай для разумення, чым КЭД.

Кароткі агляд розных сямействаў элементарных і састаўных часціц, і тэорыі, якія апісваюць іх узаемадзеянні. Ферміёны злева, базоны справа. (*на пункты на карцінцы можна націскаць*)

Уласцівасці
-----------

Глюон — гэта квант вектарнага поля ў КХД. Ён не мае масы. Як і фатон, ён валодае адзінкавым спінам. У той час, як масіўныя вектарныя (гэта значыць, з адзінкавым спінам) часціцы маюць тры станы палярызацыі, бязмасавыя калібравальныя базоны, такія, як глюон і фатон, маюць толькі дзве магчымыя палярызацыі з-за таго, што калібравальная інварыянтнасць патрабуе папярочнай палярызацыі. У квантавай тэорыі поля непарушаная калібравальная інварыянтнасць патрабуе, каб калібравальны базон быў бязмасавым (эксперымент абмяжоўвае масу глюона зверху значэннем не больш за некалькі МэВ). Глюон валодае адмоўнай унутранай цотнасцю і нулявым ізаспінам. Ён з'яўляецца антычасціцай самому сабе.

Нумералогія глюонаў
-------------------

У адрозненне ад адзінага фатона ў КЭД ці трох W- і Z-базонаў, якія пераносяць слабае ўзаемадзеянне, у КХД існуе 8 незалежных тыпаў глюонаў.

Кваркі могуць несці тры тыпы каляровага зараду; антыкваркі — тры тыпы антыкаляровага. Глюоны могуць быць асэнсаваны як носьбіты адначасова колеру і антыколеру, альбо як тлумачэнне змены колеру кварка пры ўзаемадзеяннях. Зыходзячы з таго, што глюоны нясуць ненулявы каляровы зарад, можна падумаць, што існуе толькі шэсць глюонаў. Але на самай справе іх восем, таму што, кажучы тэхнічнай мовай, КХД — гэта калібравальная тэорыя з SU(3)-сіметрыяй. Кварк прадстаўлены як поле спінараў у Nf водарах, кожны ў фундаментальным прадстаўленні (трыплет, пазначаецца 3) каляровай калібравальнай групы, SU(3). Глюоны з'яўляюцца вектарнымі палямі ў далучаным прадстаўленні (актэт, абазначаюцца 8) каляровай SU(3)-групы. Наогул кажучы, для калібравальнай групы лік пераносчыкаў ўзаемадзеяння (такіх як фатоны і глюоны) заўсёды роўны размернасці далучанага прадстаўлення. Для простага выпадку SU(N) размернасць гэтага прадстаўлення роўная N²-1.

У тэрмінах тэорыі груп сцвярджэнне, што сінглетныя па колеры глюоны адсутнічаюць, з'яўляецца проста заявай, што квантавая хромадынаміка мае сіметрыю SU(3), а не U(3). Апрыёрных прычын для перавагі той ці іншай групы няма, але эксперымент ўзгадняецца толькі з SU(3).

Каляровыя глюоны:

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| {\displaystyle g\_{1}=(r{\bar {b}}+b{\bar {r}})/{\sqrt {2}}} |     | {\displaystyle g\_{2}=-i(r{\bar {b}}-b{\bar {r}})/{\sqrt {2}}} |
| {\displaystyle g\_{4}=(r{\bar {g}}+g{\bar {r}})/{\sqrt {2}}} |  | {\displaystyle g\_{5}=-i(r{\bar {g}}-g{\bar {r}})/{\sqrt {2}}} |
| {\displaystyle g\_{6}=(b{\bar {g}}+g{\bar {b}})/{\sqrt {2}}} |  | {\displaystyle g\_{7}=-i(b{\bar {g}}-g{\bar {b}})/{\sqrt {2}}} |

Бясколерныя глюоны:

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| {\displaystyle g\_{3}=(r{\bar {r}}-b{\bar {b}})/{\sqrt {2}}} |  | {\displaystyle g\_{8}=(r{\bar {r}}+b{\bar {b}}-2g{\bar {g}})/{\sqrt {6}}} |

Трэці бясколерны стан:

{\displaystyle (r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}}
не існуе.

Эксперыментальныя назіранні
---------------------------

Першы прамы эксперыментальны доказ існавання глюонаў быў атрыманы ў 1979 годзе, калі ў эксперыментах на электрон-пазітронным калайдары PETRA у даследчым цэнтры DESY (Гамбург, ФРГ) былі выяўлены падзеі з трыма адроннымі струменямі, два з якіх спараджаюцца кваркамі і трэці — глюонам. Ускосны доказ існавання глюонаў быў атрыманы на дзесяць гадоў раней пры колькасным аналізе працэсу глыбока няпругкага рассейвання электронаў на пратоне/нейтроне, праведзеным у амерыканскай лабараторыі SLAC.

У 2005 годзе на рэлятывісцкім калайдары цяжкіх іонаў RHIC была атрымана кварк-глюонная плазма.

Глюбол (часціца, якая складаецца з адных глюонаў) пакуль не быў знойдзены.

Канфайнмент
-----------

Свабодныя кваркі да гэтага часу не назіраліся, нягледзячы на шматгадовыя спробы, аналагічная сітуацыя і з глюонамі. Аднак у Фермілабе было статыстычна выяўлена адзіночнае нараджэнне топ-кварка (яго час жыцця занадта малы, каб утвараць звязаны стан).

Існуюць некаторыя ўказанні на існаванне экзатычных адронаў, якія маюць лік валентных кваркаў больш за 3.

Спасылкі
--------

* Зводная табліца ўласцівасцей глюона // Particle Data Group  (англ.)
* Удивительный мир внутри атомного ядра // elementy.ru (відэа)  (руск.)

| ⛭Часціцы ў фізіцы |
| --- |
| Элементарныячасціцы | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Ферміёны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Кваркі | 
* u
* d
* c
* s
* t
* b

 |
| Лептоны | 
* e−
* e+
* μ−
\* μ+
* τ−
\* τ+
* νe
\* νe
* νμ
\* νμ
* ντ
\* ντ

 |

 |
| Базоны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Калібровачныя базоны | 
* γ
* g
* W-базон
* Z-базон

 |
| Базоны Хігса | H0 |

 |
| Іншыя | Ду́хі |
| Гіпатэтычныя | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Суперпартнёры | 

|  |  |
| --- | --- |
| Гейджына | 
* Чарджына
* Глюіна
* Гравіціна
* Нейтраліна

 |
| Іншыя | 
* Аксіна
* Хігсіна
* Сферміён

 |

 |
| Іншыя | 
* A0
* Дылатон
* G
* J
* Тахіён
* X
* Y
* W’
* Z’
* Стэрыльнае нейтрына

 |

 |

 |
| Састаўныячасціцы | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Адроны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Барыёны / Гіпероны | 
* Нуклоны (p+
* p
* n0
* n)
* Δ
* Λ
* Σ
* Ξ
* Ω

 |
| Мезоны / Кварконіі | 
* π
* ρ
* η
* η′
* φ
* ω
* J/ψ
* ϒ
* θ
* K
* B
* D
* T

 |

 |
| Іншыя | 
* Атамныя ядры (α)
* Атамы
* Экзатычныя атамы (Пазітроній
* Мюоній
* Кварконій)
* Малекулы

 |
| Гіпатэтычныя | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Экзатычныя адроны | 

|  |  |
| --- | --- |
| Экзатычныя барыёны | 
* Дыбарыён
* Пентакварк

 |
| Экзатычныя мезоны | 
* Глюбол
* Тэтракварк

 |

 |
| Іншыя | 
* Мезонная малекула
* Памерон

 |

 |

 |
| Квазічасціцы | 
* Салітон Давыдава
* Эксітон
* Біэксітон
* Магнон
* Фанон
* Плазмон
* Палярытон
* Палярон
* Прымесон
* Ратон
* Біратон
* Дзірка
* Электрон
* Купераўская пара
* Арбітон
* Фазон
* Флуктуон
* Эніён

 |
| Спісы | 
* спіс часціц
* спіс квазічасціц
* спіс барыёнаў
* спіс мезонаў
* Гісторыя адкрыцця часціц

 |