Wat is een Gluon?

Gluonen zijn kracht-bemiddelende deeltjes die in elke atoomkern bestaan ​​en deze bij elkaar houden. Ze bemiddelen de sterke kernkracht, die de sterkste van de vier krachten van de natuur is, 137 keer sterker dan elektromagnetisme en ongeveer 1,6 x 10 ³⁹ keer sterker dan de zwaartekracht, de zwakste kracht. De beperking is dat het alleen werkt op extreem kleine afstanden, de schaal van de atoomkern. Op afstanden langer dan één femtometer (breedte van een middelgrote atoomkern) begint de sterke kracht te vervagen.

De sterke kracht houdt alle bekende materie in het universum bijeen, behalve donkere materie, waarover we praktisch niets weten. Dus de atoomkern bestaat uit een combinatie van nucleonen (protonen en neutronen) en gluonen.

Net als een foton (licht) heeft een gluon geen massa. Het vertegenwoordigt slechts een krachtpakket. In tegenstelling tot fotonen hebben gluonen echter hun eigen "kleur" - de naam voor lading in de sterke kracht - wat betekent dat ze met zichzelf interageren, waardoor kwantumchromodynamica (sterke kracht) wiskundig ingewikkelder wordt gemaakt dan kwantumelektrodynamica (elektromagnetisme). Natuurkundigen vermoeden dat een "glueball", een verzameling van alleen gluonen zonder nucleonen, mogelijk zou kunnen zijn, maar er is nog geen enkele waargenomen.

De gluon werd voor het eerst ontdekt in 1979 bij het TASSO-experiment in de Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) in Duitsland. Bij typische botsingen tussen elektronen en positronen (anti-elektronen) in het bijzonder versnellers, worden een quark en antiquark gecreëerd, die twee afzonderlijke deeltjesstralen uitzenden die in de wolkenkamer kunnen worden waargenomen. Maar bij voldoende hoge energie verschijnt een derde straal - die staat voor gluonen die uit de kern ontsnappen. Dit leverde experimenteel bewijs op voor het bestaan ​​van gluonen, waarvan het bestaan ​​al een tijdje werd vermoed.

Er zijn in totaal acht verschillende soorten gluonen en drie verschillende soorten "kleur" (sterke krachtlading). Lijm is verantwoordelijk voor een ongewoon fenomeen dat 'opsluiting' wordt genoemd. Geen twee gekleurde deeltjes kunnen ooit van elkaar worden gescheiden. Anders dan bij elektromagnetisme, waarbij de lading tussen twee objecten afneemt naarmate ze uit elkaar bewegen, blijft de sterke kracht constant en extreem krachtig. Alleen in de meest oververhitte en dichte omgevingen (mogelijk in het midden van de meest massieve neutronensterren en in deeltjesversnellers) komen gluonen en nucleonen uit verschillende atoomkernen in elkaar en worden ze een quarkplasma genoemd, een vrij zwevende soep van gluonen en nucleonen.