[rene]

Nach der QCD existieren nur farbneutrale Zustände (weiss ist keine Farbe!), die sich zu weiss addieren (Confinement), da die Gluonen selbst eine Farbladung tragen. Erst im Quark-Gluonen-Plasma kann das Confinement aufgehoben werden und es treten isolierte Quarks in Erscheinung. Das Verhalten nähert sich bei kurzen Distanzen und grossen Impulsen der freien Theorie an, während bei grösseren Abständen die Kräfte zwischen den Quarks immer grösser werden und bewirken, dass keine freien Quarks existieren. Die starke Wechselwirkung zwischen zusammengesetzten Teilchen, die immer die Farbladung 0 haben, nimmt dagegen bei Vergrösserung der Abstände exponentiell ab und kann phänomenologisch als Austausch von Mesonen beschrieben werden.

Die starke WW wird durch Gluonen vermittelt, die zwischen den farbladungstragenden Teilchen ausgetauscht werden. Wenn zwischen zwei Quarks ein Gluon ausgetauscht wird, ändert sich die Farbladung der beteiligten Quarks. Das Gluon trägt dazu jeweils eine Antifarbladung zur Kompensation der ursprünglichen Farbladung des Quarks sowie die neue Farbladung des Quarks. Da das Gluon selbst auch eine Farbladung trägt, kann es mit anderen Gluonen wechselwirken. Diese Selbstwechselwirkung ist äusserst komplex und erfordert einen immensen analytischen und numerischen Rechenaufwand.

Farbaustausch:

Allgemein:
Gluon überträgt seine Farbladung an Quark.
Quark übernimmt Farbladung des Gluons.
Das emittierte Gluon trägt die neue Farbe des Quarks plus die alte Antifarbe des Quarks in sich.

Beispiel:
Es soll ein blaues Quark und ein rotes/anti(egal) Gluon vorliegen.

Austausch:
Das Gluon überträgt seine rote Farbe an das blaue Quark, das Gluon kompensiert die ursprüngliche blaue Farbe zu antiblau und der neuen Farbe des Quarks, also rot.
Jetzt haben wir ein rotes Quark, das ein rot/antiblaues Gluon emittiert.


Die Quarkfarbe als eine Art Ladung ist eine Eigenschaft, um das Pauli-Prinzip der Quarks in den Hadronen zu gewährleisten. Somit kann eine Unterscheidung z.B. in der (Δ++)-Resonanz zwischen den drei u-Quarks gemacht werden. Man kann eine unter Teilchenvertauschung antisymmetrische Farbwellenfunktion des Quarksystems konstruieren, so dass damit auch die Gesamtwellenfunktion antisymmetrisch ist. Die Quantenzahl 'Farbe' ist hier aus rein theoretischen Gründen eingeführt worden; es gibt aber auch deutliche experimentelle Hinweise für die Richtigkeit dieser Hypothese (Nichtresonante Erzeugung von Hadronen).


Grüsse, rene