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Schauen wir mal die Kraft, die die Quarks zusammenhält, etwas genauer an.
In der Teilchenphysik werden alle Kräfte durch den Austausch von Energieteilchen (Bosonen)
zwischen Materieteilchen (Fermionen) erklärt. Auf dieser Webseite siehst du den Teilchen in den
Darstellungen immer an, ob es sich um ein Boson oder ein Fermion handelt. Die Fermionen
sind als Kreise dargestellt, während die Bosonen wie kleine Sonnen aussehen.
Quarks sind Materieteilchen. Die Energieteilchen, die sie austauschen, heissen Gluonen. Die Kraft,
die durch den Austausch von Gluonen zwischen Quarks entsteht, nennen wir die Farbkraft.
Wie bei der elektrischen Kraft müssen die Teilchen, die bei einer Farbwechselwirkung
teilnehmen wollen, geladen sein. Anstatt elektrisch geladen sind sie farbgeladen. Im Gegesatz
zur elekrischen Kraft, wo ein Teilchen nur geladen (+) oder antigeladen (-) sein kann, kann ein
farbgeladenes Teilchen rot, blau, grün, oder anti-rot, anti-blau und anti-grün sein. Natürlich haben
diese farbigen Ladungen nichts mit den Farben zu tun, die wir sehen. Sie haben aber doch mit unseren Farben
ein paar Eigenschaften gemeinsam und helfen so die Farbkraft zu verstehen.
Quarks tauschen ständig Gluonen aus.
Jedesmal, wenn zwei Quarks ein Gluon austauschen, tauschen sie ihre Farbladung aus. Du kannst dir
das wie im Bild rechts vorstellen. Ein Quark, das mit einer blauen Ladung beginnt, kann im nächsten
Moment rot sein, um darauf auf grün zu wechseln. Darin sind farbgeladene Teilchen grundsätzlich anders
als elektrisch geladene Teilchen: Ein elektrisch geladenes Teilchen behält immer seine Ladung (ein
Elektron wird immer die Ladung -1 haben); ein farbgeladenes Teilchen hingegen, bekommt bei jedem
Gluonaustausch eine neue Ladung.
Auch die Gluonen selbst haben eine Farbladung. Im Gegensatz zu den Quarks besteht sie aber immer aus einer
Farbe und einer anti-Farbe. So hat das Gluon in der Animation rechts zum Beispiel die Ladung blau
anti-grün. Schau dir mal das unbewegte Bild an und rechne nach, ob die Farbladung erhalten
bleibt. Ist sie zur jedem Zeitpunkt immer genau gleich? Wenn du eine Farbe und die ensprechende
Antifarbe zum gleichen Zeitpunkt hast, so heben sie sich gegenseitig auf.