Carga de color

Explicación de la interacción entre partículas a través de las 4 fuerzas fundamentales.

En física, la carga de color es una propiedad de los quarks y los gluones que está relacionada con su interacción fuerte en el contexto de la cromodinámica cuántica (QCD). Esto tiene algunas analogías formales con la noción de carga eléctrica de partículas, pero a causa de las complicaciones matemáticas de la QCD, existen muchas diferencias técnicas (por ejemplo la carga de color no es una magnitud escalar).

La carga de color no tiene que ver nada con los colores visibles usuales, sino que simplemente son una forma de llamar y diferenciar los diferentes tipos de una magnitud física asociada a los quarks.

Introducción

El "color" de quarks y gluones no tiene nada que ver con la percepción visual de color; más bien, es un nombre ingenioso para una propiedad que casi no tiene manifestación a distancias mayores que el tamaño de un núcleo atómico. El término "color" se deriva simplemente del hecho de que la propiedad que describe tiene tres aspectos (análogos a los tres colores primarios), a diferencia del "aspecto" simple de la carga electromagnética.

Poco tiempo después de que la existencia de los quarks fuera propuesta por primera vez en 1964, Oscar W. Greenberg introdujo la noción de la carga de color para explicar cómo los quarks podían coexistir dentro de algunos hadrones en estados de otro modo idénticos y todavía satisfacer el principio de exclusión de Pauli. El concepto resultó ser útil. La cromodinámica cuántica ha estado en desarrollo desde la década de 1970 y constituye un ingrediente importante en el modelo estándar de la física de partículas.

Representación artística de hadrones con las tres cargas de colores y electrones orbitando a su alrededor.

Rojo, azul y verde

La cromodinámica cuántica describe el campo asociado a la carga de color como un campo de gauge, un sistema de partículas con carga de color viene descrito por una 3-tupla de números, convencionalmente las tres dimensiones del espacio vectorial requerido para describir la carga de color del sistema se han denominado "rojo", "verde" y "azul" y la interacción puede describirse en términos de un campo de Yang-Mills que cambia el "color" de una partícula. Naturalmente estos nombres no tienen nada que ver con el color de las partículas, sino que es una manera conveniente de hablar de las tres dimensiones requeridas para describir el color.

La carga de color de un quark puede tener tres valores diferentes: "rojo", "verde", o "azul"; y un antiquark puede tener tres "anticolores" diferentes, en ocasiones llamados "antirrojo", "antiverde" y "antiazul" (a veces representados por cian, magenta y amarillo). También puede decirse que los gluones son combinaciones de un par color/anticolor: por ejemplo, rojo/antiverde, y eso constituye su carga de color.

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