Feynman-Diagramme
und Feynman-Kalkül - Darstellung der
starken Wechselwirkung
Der
fundamentale Vertex der elektromagnetischen Wechselwirkung (e- à e-
+ g) ist rechts abgebildet.
Analog
dazu lautet der fundamentale Vertex der starken Wechselwirkung: Quark à Quark und Gluon
(q à
q +
g; siehe rechts). Während die Photonen elektrisch ungeladen
sind, also nicht miteinander wechselwirken, tragen die Gluonen Farbe (eine
Farbe und eine Antifarbe) und können untereinander wechselwirken.
Es gibt daher zwei weitere fundamentale Prozesse der starken Wechselwirkung,
den "drei-Gluon-" und den "vier-Gluon-Vertex" (siehe Abbildungen
rechts außen).
Sofern es eindeutig ist, kann man die Beschriftung weglassen. Allerdings ist es
in manchen Diagrammen wichtig, darauf
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hinzuweisen, welche Farbe ein Quark oder Gluon gerade trägt bzw. von welchem Flavour ein Quark ist. In
diesem Fall beschriftet man die Linien nach folgender Konvention:
Beispiele
für Quarks:
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rotes up-Quark: u(r)
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blaues strange-Quark: s(b)
Beispiele
für Gluonen:
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Gluon mit grüner und antiroter Farbe: g(g,r)
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Gluon mit blauer und antigrüner Farbe: g(b,g)
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Hinweis: Die starke Wechsel- wirkung wird durch 8 Gluonen (nicht 9!) vermittelt.
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Die
Abbildung rechts zeigt den fundamentalen Vertex für die Umwandlung
eines roten up-Quarks in ein blaues up-Quark. Das Quark ändert
seine Farbe, aber nicht seinen Flavour.
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Da an einem
Vertex die Summe der Farben erhalten bleibt, muss das Gluon die Farbe rot
und antiblau wegtragen, damit blau übrig bleibt (blau und antiblau
ergibt farblos).
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Im
Unterschied zur QED
können die Austauschteilchen der
QCD, die
Gluonen, untereinander wechselwirken.
Es gibt daher in der QCD wesentlich mehr
Kombinationsmöglichkeiten beim Aufstellen von Feynman-Diagrammen
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als in der QED. Welche
Folgen diese Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten hat, zeigt die
nächste Seite. Zuvor kann man aber noch an den beiden "Kontrollfragen"
testen, ob bisher alles klar geworden ist.
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Welche
beiden Farbladungen muss ein Gluon wegtragen, damit ein grünes strange-Quark
zu einem roten strange-Quark wird?
Wie
stellt man ein antigrünes strange-Antiquark im Feynman-Diagramm dar?
Alles
richtig? Dann weiter zur nächsten Seite!
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