QED мен QCD арасындағы негізгі айырмашылық QED зарядталған бөлшектердің электромагниттік өріспен әрекеттесуін сипаттайды, ал QCD кварктар мен глюондар арасындағы әрекеттесулерді сипаттайды.
QED кванттық электродинамика, ал QCD кванттық хромодинамика. Бұл екі термин де субатомдық бөлшектер сияқты шағын масштабты бөлшектердің әрекетін түсіндіреді.
QED дегеніміз не?
QED – кванттық электродинамика. Бұл зарядталған бөлшектердің электромагниттік өрістермен әрекеттесуін сипаттайтын теория. Мысалы, ол жарық пен заттың (зарядталған бөлшектері бар) өзара әрекеттесуін сипаттай алады. Сонымен қатар, ол зарядталған бөлшектердің өзара әрекеттесуін де сипаттайды. Демек, бұл релятивистік теория. Сонымен қатар, бұл теория сәтті физикалық теория ретінде қарастырылды, өйткені мюондар сияқты бөлшектердің магниттік моменті осы теориямен тоғыз цифрға сәйкес келеді.
Негізінде фотондардың алмасуы өзара әрекеттесу күші ретінде әрекет етеді, өйткені бөлшектер фотондарды шығару немесе жұту кезінде жылдамдығы мен қозғалыс бағытын өзгерте алады. Сонымен қатар, фотондар жарық түрінде көрінетін бос фотондар түрінде шығарылуы мүмкін (немесе ЭМР-нің басқа түрі – Электромагниттік сәулелену).
01-сурет: QED элементарлық ережелері
Зарядталған бөлшектер арасындағы өзара әрекеттесу күрделілігі жоғарылайтын қадамдар қатарында жүреді. Яғни; біріншіден, бір ғана виртуалды (көрінбейтін және анықталмайтын) фотон бар, содан кейін екінші ретті процесте өзара әрекеттесуге қатысатын екі фотон бар және т.б. Мұнда өзара әрекеттесу фотондар алмасу арқылы жүзеге асады.
Қандай QCD?
QCD – кванттық хромодинамика. Бұл күшті күшті сипаттайтын теория (субатомдық бөлшектер арасында болатын табиғи, іргелі әрекеттесу). Теория QED үшін аналогия ретінде әзірленді. QED деректері бойынша зарядталған бөлшектердің электромагниттік әрекеттесуі фотондардың жұтылу немесе эмиссиясы арқылы жүреді, бірақ зарядсыз бөлшектермен бұл мүмкін емес. QCD деректері бойынша күш тасымалдаушы бөлшектер «глюондар» болып табылады, олар кварктар деп аталатын зат бөлшектері арасында күшті күшті өткізе алады. Ең алдымен, QCD кварктар мен глюондардың өзара әрекеттесуін сипаттайды. «Түс» деп аталатын кванттық саны бар кварктарды да, глюондарды да тағайындаймыз.
QCD жүйесінде кварктардың әрекетін түсіндіру үшін «түстердің» үш түрін қолданамыз: қызыл, жасыл және көк. Бейтарап түсті бөлшектердің екі түрі бар, олар бариондар және мезондар. Бариондарға протондар мен нейтрондар сияқты үш субатомдық бөлшектер кіреді. Бұл үш кварктың түсі әртүрлі және осы үш түстің қоспасы нәтижесінде бейтарап бөлшек пайда болады. Екінші жағынан, мезондарда кварктар мен антикварктер жұптары болады. Антикварктардың түсі кварктың түсін бейтараптандыруы мүмкін.
Кварк бөлшектері күшті күш арқылы әрекеттесе алады (глюондар алмасу арқылы). Глюондар сонымен қатар түстерге ие; осылайша, кварктың үш түсі арасындағы ықтимал өзара әрекеттесуге мүмкіндік беру үшін өзара әрекеттесуде 8 глюон болуы керек. Глюондар түстерді тасымалдайтындықтан, олар бір-бірімен әрекеттесе алады (керісінше, QED фотондары бір-бірімен әрекеттесе алмайды). Осылайша, ол кварктардың айқын шектелуін сипаттайды (кварктар бариондар мен мезондардағы байланысқан композиттерде ғана кездеседі). Осылайша, бұл QCD артындағы теория.
QED және QCD арасындағы айырмашылық неде?
QED кванттық электродинамика, ал QCD кванттық хромодинамика дегенді білдіреді. QED пен QCD арасындағы негізгі айырмашылық QED зарядталған бөлшектердің электромагниттік өріспен әрекеттесуін сипаттайды, ал QCD кварктар мен глюондар арасындағы әрекеттесулерді сипаттайды.
Келесі инфографика толығырақ QED және QCD арасындағы айырмашылыққа қатысты көбірек салыстыруды ұсынады.
Қорытынды – QED және QCD
QED - кванттық электродинамика, мұнда QCD - кванттық хромодинамика. QED пен QCD арасындағы негізгі айырмашылық QED зарядталған бөлшектердің электромагниттік өріспен әрекеттесуін сипаттайды, ал QCD кварктар мен глюондар арасындағы әрекеттесулерді сипаттайды.
