Llibertat asimptòtica
From Wikipedia, the free encyclopedia
En física, la llibertat asimptòtica és una propietat d'algunes interaccions descrites per teories de gauge on la força entre partícules disminueix a mesura que la seva energia creix o, equivalentment, la seva separació disminueix. La interacció esdevé així asimptòticament nul·la i les partícules no interaccionen, sent "lliures".
La llibertat asimptòtica és una característica de la cromodinàmica quàntica (QCD), la teoria de quàntica de camps que descriu la interacció forta entre quarks i gluons, els constituents fonamentals de la matèria nuclear (protons i neutrons). La força d'acoblament de la QCD (αs) disminueix amb l'energia i els quarks i gluons interaccionen més feblement quan més energètics són. Aquest fet permet realitzar càlculs teòrics pertorbatius de la QCD, mitjançant una expansió en potències d'αs. Al contrari, a baixes energies (per sota d'1 GeV, la massa típica d'un protó) la interacció forta creix ràpidament, degut al confinament del color que porta a la formació d'estats lligats compostos de tres quarks (barions, com els protons o neutrons) o dos quarks (mesons, com els pions o kaons).
La llibertat asimptòtica de la QCD va ser descoberta el 1973 per Franc Wilczek i David Gross i, independentment, per David Politzer.[1][2] Tot tres van compartir el premi Nobel de física el 2004 per aquest treball.[3] La constant d'acoblament de la QCD decreix logarítmicament amb l'energia k com
on β0 és el primer terme de la funció-beta de la teoria i Λ≈200 MeV, anomenada escala de QCD, una constant indicant el valor de l'energia per la qual l'acoblament divergeix en càlculs pertorbatius.