Константа сильного взаимодействия

Остановимся подробнее на константе сильного взаимодействия

Λ ~ 0.1 ГэВ − масштабный параметр КХД, μ² − характерный импульс кварка в адроне, b =11 − 2n_f/3; n_f − число ароматов кварков.
КХД − теория взаимодействия цветных точечных объектов, которая строится по аналогии с КЭД. В КХД рассматривается взаимодействие кварков на расстоянии r, которое на опыте определяется через квадрат переданного 4-импульса Q² ~ 1/r². На рис. 10 представлена диаграмма Фейнмана и кварковая струна q₁q₂ между двумя взаимодействующими кварками. Взаимодействие частицы а с частицей b, приводящее к рождению частиц с и d: подчиняется закону сохранения 4-импульса:

_a + _b = _c + _d,

где − 4-импульс соответствующей частицы, причем ² = m². Квадрат переданного 4-импульса Q² = −t: где t = ( _a − _c)².

Рис. 10. Диаграмма Фейнмана и кварковая струна в КХД.

На рис. 11 и 12 проиллюстрирована аналогия между КЭД и КХД. На этих рисунках изображены диаграммы, описывающие поляризацию в КЭД и в КХД.

Рис. 11: Диаграммы, описывающие поляризацию электромагнитного вакуума.

Рис. 12: Диаграммы, описывающие поляризацию квантово-хромодинамического вакуума.

В КЭД наступает поляризация вакуума из-за рождения е⁺е^--пар, которые экранируют электрический заряд.
Точность КЭД определяется количеством е⁺е^--петель и числом α_е, используемыми при вычислении сечений в теории возмущений. Поскольку α_е < 1, ряд оказывается сходящимся и квантовая электродинамика рассматривается в настоящее время как наиболее точная теория в физике высоких энергий.
В КХД также могут образовываться кварковые петли q − они приводят к экранировке заряда, как и в КЭД, и глюонные петли, которые приводят к антиэкранировке. Наличие глюонных петель отличает КХД от КЭД.

Рис. 13. Зависимость константы сильного взаимодействия от расстояния.

Зависимость константы сильного взаимодействия α_s от расстояния r показана на рис. 13. Константа α_s < 1при расстояниях r < 10^-13 см, где r_р − радиус протона. Внутри протона кварки ведут себя как свободные частицы, т.е. они асимптотически свободны. За пределами протона свободных кварков нет, т.е. наступает конфайнмент.