Razlika med QED in QCD

The ključna razlika med QED in QCD je to QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.

QED je kvantna elektrodinamika, medtem ko je QCD kvantna kromodinamika. Oba izraza pojasnjujeta obnašanje majhnih delcev, kot so subatomski delci.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je QED
3. Kaj je QCD
4. Primerjava ob strani - QED proti QCD v tabeli
5. Povzetek

Kaj je QED?

QED je kvantna elektrodinamika. To je teorija, ki opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnimi polji. Lahko na primer opiše interakcije med svetlobo in materijo (ki ima nabito delce). Poleg tega opisuje tudi medsebojno delovanje med nabitimi delci. Torej gre za relativistično teorijo. Poleg tega ta teorija velja za uspešno fizikalno teorijo, saj se magnetni trenutek delcev, kot so muoni, strinja s to teorijo na devet številk.

V bistvu izmenjava fotonov deluje kot sila interakcije, ker delci lahko pri sproščanju ali absorpciji fotonov spremenijo svojo hitrost in smer gibanja. Poleg tega se fotoni lahko oddajajo kot prosti fotoni, ki so videti kot svetloba (ali druga oblika EMR - elektromagnetno sevanje).

Slika 01: Osnovna pravila QED

Interakcije med nabitimi delci se odvijajo v več korakih z vse večjo zapletenostjo. To pomeni; najprej je samo en virtualni (neviden in neznan) foton, nato pa v postopku drugega reda dva fotona, ki sodelujeta v interakciji in tako naprej. Tu se interakcije zgodijo z izmenjavo fotonov.

Kakšen QCD?

QCD je kvantna kromodinamika. Gre za teorijo, ki opisuje močno silo (naravno, temeljno interakcijo, ki se pojavi med subatomskimi delci). Teorija je bila razvita kot analogija za QED. Po podatkih QED se elektromagnetno medsebojno delovanje nabitih delcev zgodi z absorpcijo ali oddajanjem fotonov, vendar z nepolnjenimi delci to ni mogoče. Po QCD so delci nosilca sile "gluoni", ki lahko prenašajo močno silo med delci snovi, imenovane kvarki. QCD opisuje predvsem interakcije med kvarki in gluoni. Tako kvarkom kot gluonom dodelimo kvantno število, imenovano "barva".

V QCD uporabljamo tri vrste "barv" za razlago vedenja kvarkov: rdeča, zelena in modra. Obstajata dve vrsti barvno nevtralnih delcev kot barioni in mezoni. Barioni vključujejo tri subatomske delce, kot so protoni in nevtroni. Ti trije kvarki imajo različne barve in nevtralne delce, ki so posledica mešanice teh treh barv. Po drugi strani mezoni vsebujejo pare kvarkov in antikvarkov. Barva antikvarkov lahko nevtralizira barvo kvarkov.

Delci kvarka lahko medsebojno delujejo prek močne sile (z izmenjavo gluonov). Gluoni nosijo tudi barve; tako mora biti 8 gluonov na interakcijo, da se omogočijo možne interakcije med tremi barvami kvarka. Ker gluoni nosijo barve, lahko medsebojno delujejo (nasprotno, fotoni v QED ne morejo medsebojno delovati). Tako opisuje navidezno omejenost kvarkov (kvarke najdemo le v vezanih kompozitih v barionih in mezonih). Tako je to teorija za QCD.

Kakšna je razlika med QED in QCD?

QED pomeni kvantno elektrodinamiko, kjer QCD pomeni kvantno kromodinamiko. Ključna razlika med QED in QCD je, da QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.

Naslednja infografska predstavitev podrobnejših primerjav glede razlike med QED in QCD.

Povzetek - QED proti QCD

QED je kvantna elektrodinamika, kjer je QCD kvantna kromodinamika. Ključna razlika med QED in QCD je, da QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.

Referenca:

1. "Kvantna elektrodinamika." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 23. maj 2018, na voljo tukaj.
2. "Teorija strun in kvantna kromodinamika." Tipki, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Osnovna pravila Qed" avtorja Pra1998 - Lastno delo (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "QCD - kvantna kromodinamika" Nikk (CC BY 2.0) prek Flickr