VU-natuurkundigen spelen met kleur

7 maart 2014


VU-natuurkundigen Maarten Buffing en Piet Mulders (Nikhef) hebben onlangs laten zien dat bij interacties tussen subatomaire deeltjes zogenaamde kleurladingen (de 3 ladingskwanta die op elementair niveau verantwoordelijk zijn voor de sterke kernkracht) soms een grotere rol spelen dan gedacht. Hun bevindingen werden gepubliceerd in een artikel in Physical Review Letters.

 

Quarks en gluonen dragen kleurladingen, maar deze zijn zo gerangschikt dat ze in protonen combineren tot een kleur-neutraal object waardoor ze niet direct worden waargenomen op macroscopisch niveau.
 
Fascinerend verschijnsel
Wanneer twee van deze protonen met hoge energie en snelheden dicht bij de lichtsnelheid botsen, blijken deze botsingen theoretisch eenvoudig te begrijpen door ze te vergelijken met botsingen tussen quarks en gluonen. Deze laatsten dragen echter kleurladingen, ook al zijn de twee botsende protonen kleurloos. Dit geeft aanleiding tot de zogenaamde kleurstromen, een fascinerend verschijnsel waarbij kleurladingen van het ene proton naar het andere stromen en vice versa, omdat ze met de quarks en gluonen meeliften naar het andere proton.
 
Kleurenverstrengeling
In het artikel tonen Buffing en Mulders aan hoe deze kleurstromen zorgen dat het geheel van de twee botsende protonen kleur-verstrengeld raakt. De kleurstromen die door de twee botsende protonen ontstaan, haken namelijk als het ware in elkaar, vergelijkbaar met de olympische ringen. De kleur-verstrengeling heeft invloed op de waarschijnlijkheden waarmee bepaalde processen optreden, maar alleen in correlaties tussen zowel de polarisaties van de verschillende deeltjes die bij de interactie betrokken zijn, als  de hoekverdelingen na de botsing.
 
Lees het gehele artikel:
 
Color Entanglement for Azimuthal Asymmetries in the Drell-Yan Process
Phys. Rev. Lett. 112, 092002 (2014)

(bron: VU)