El vacío QCD es el estado de vacío de la cromodinámica cuántica (QCD). Es un ejemplo de un estado de vacío no perturbativo , caracterizado por condensados que no desaparecen , como el condensado de gluones y el condensado de quarks en la teoría completa que incluye los quarks. La presencia de estos condensados caracteriza la fase confinada de la materia de quarks .
QCD en régimen no perturbativo : confinamiento . Las ecuaciones de QCD siguen sin resolverse a escalas de energía relevantes para describir los núcleos atómicos . ¿Cómo da lugar la QCD a la física de los núcleos y los constituyentes nucleares ?
Como cualquier teoría relativista de campos cuánticos , QCD disfruta de la simetría de Poincaré , incluidas las simetrías discretas CPT (cada una de las cuales se realiza). Aparte de estas simetrías espacio-temporales, también tiene simetrías internas. Dado que QCD es una teoría de calibre SU(3) , tiene simetría de calibre SU(3) local .
Dado que tiene muchos tipos de quarks, tiene sabor aproximado y simetría quiral . Se dice que esta aproximación involucra el límite quiral de QCD. De estas simetrías quirales, la simetría del número bariónico es exacta. Algunas de las simetrías rotas incluyen la simetría axial U(1) del grupo de sabores. Esto se rompe por la anomalía quiral . La presencia de instantones implicados por esta anomalía también rompe la simetría CP .
Cuando el hamiltoniano de un sistema (o el lagrangiano ) tiene cierta simetría, pero el vacío no, entonces se dice que se ha producido una ruptura espontánea de simetría (SSB).
Un ejemplo familiar de SSB está en los materiales ferromagnéticos . Microscópicamente, el material consta de átomos con un espín que no se desvanece, cada uno de los cuales actúa como una diminuta barra magnética, es decir, un dipolo magnético . El hamiltoniano del material, que describe la interacción de dipolos vecinos, es invariante bajo rotaciones . A alta temperatura, no hay magnetización de una gran muestra del material. Entonces se dice que la simetría del hamiltoniano es realizada por el sistema. Sin embargo, a baja temperatura, podría haber una magnetización general. Esta magnetización tiene una dirección preferida, ya que se puede distinguir el polo magnético norte de la muestra del polo magnético sur. En este caso, hay una ruptura de simetría espontánea de la simetría rotacional del hamiltoniano.