La energía de unión cromodinámica cuántica ( energía de unión QCD ), la energía de unión de gluones o la energía de unión cromodinámica es la energía que une los quarks en hadrones . Es la energía del campo de la fuerza fuerte , que está mediada por gluones . La energía de movimiento y la energía de interacción aportan la mayor parte de la masa del hadrón. [1]
La mayor parte de la masa de los hadrones es en realidad energía de enlace QCD, a través de la equivalencia de masa-energía . Este fenómeno está relacionado con la ruptura de la simetría quiral . En el caso de los nucleones ( protones y neutrones ), la energía de enlace QCD forma aproximadamente el 99% de la masa del nucleón. Eso es si asumimos que la energía cinética de los constituyentes del hadrón, moviéndose a casi la velocidad de la luz , que contribuye en gran medida a la masa del hadrón, [1] es parte de la energía de enlace QCD. Para los protones, la suma de las masas en reposo de los tres quarks de valencia (dos quarks upy un quark abajo ) es aproximadamente9,4 MeV/ c 2 , mientras que la masa total del protón es de aproximadamente938,3 MeV / c2 . Para los neutrones, la suma de las masas en reposo de los tres quarks de valencia (dos quarks down y uno up) es aproximadamente11,9 MeV/ c 2 , mientras que la masa total del neutrón es de aproximadamente939,6 MeV / c2 . Teniendo en cuenta que casi toda la masa del átomo se concentra en los nucleones, esto significa que alrededor del 99% de la masa de la materia cotidiana (materia bariónica ) es, de hecho, energía de enlace cromodinámico.
Si bien los gluones no tienen masa , aún poseen energía: energía de unión cromodinámica. De esta manera, son similares a los fotones , que también son partículas sin masa que transportan energía: energía fotónica . No se puede calcular la cantidad de energía por gluón individual, o "energía de gluón". A diferencia de la energía del fotón, que es cuantificable, descrita por la relación de Planck-Einstein y depende de una sola variable (la frecuencia del fotón ), no hay fórmulaexiste para la cantidad de energía transportada por cada gluón. Si bien se pueden observar los efectos de un único fotón, no se han observado gluones individuales fuera de un hadrón. Debido a la complejidad matemática de la cromodinámica cuántica y la estructura un tanto caótica de los hadrones, [2] que se componen de gluones, quarks de valencia, quarks marinos y otras partículas virtuales , ni siquiera es medible cuántos gluones existen en un momento dado dentro de un hadrón. Además, no toda la energía de enlace de QCD es energía de gluones, sino que parte de ella proviene de la energía cinética de los constituyentes del hadrón. Por lo tanto, solo se puede indicar la energía de enlace QCD total por hadrón. Sin embargo, en el futuro, los estudios sobre plasma de quarks-gluonespodría ser capaz de superar esto.