A legfontosabb különbség a QED és a QCD között az, hogy a QED a töltött részecskék elektromágneses térrel való kölcsönhatását írja le, míg a QCD a kvarkok és a gluonok közötti kölcsönhatásokat írja le.
A QED a kvantumelektrodinamika, míg a QCD a kvantumkromodinamika. Mindkét kifejezés megmagyarázza a kisméretű részecskék, például a szubatomi részecskék viselkedését.
Mi az a QED?
A QED a kvantumelektrodinamika. Ez egy olyan elmélet, amely leírja a töltött részecskék és az elektromágneses mezők kölcsönhatását. Például leírhatja a fény és az anyag (amelynek töltött részecskéi vannak) közötti kölcsönhatásokat. Ezenkívül leírja a töltött részecskék közötti kölcsönhatásokat is. Tehát ez egy relativisztikus elmélet. Ezenkívül ezt az elméletet sikeres fizikai elméletnek tekintik, mivel a részecskék, például a müonok mágneses momentuma kilenc számjegyig megegyezik ezzel az elmélettel.
Alapvetően a fotoncsere a kölcsönhatás erejeként működik, mivel a részecskék megváltoztathatják sebességüket és mozgási irányukat, amikor fotonokat szabadítanak fel vagy abszorbeálnak. Ezenkívül a fotonok szabad fotonokként bocsáthatók ki, amelyek fényként (vagy az EMR más formájaként – elektromágneses sugárzásként) jelennek meg.
01. ábra: QED elemi szabályok
A töltött részecskék közötti kölcsönhatások egy sor lépésben, egyre bonyolultabbá válnak. Azt jelenti; először csak egy virtuális (láthatatlan és észlelhetetlen) foton van, majd egy másodrendű folyamatban két foton vesz részt a kölcsönhatásban és így tovább. Itt a kölcsönhatások fotonok cseréjén keresztül mennek végbe.
Milyen QCD?
QCD a kvantumkromodinamika. Ez egy elmélet, amely leírja az erős erőt (természetes, alapvető kölcsönhatás, amely a szubatomi részecskék között lép fel). Az elméletet a QED analógiájaként fejlesztették ki. A QED szerint a töltött részecskék elektromágneses kölcsönhatása fotonok abszorpciója vagy emissziója révén jön létre, de töltetlen részecskékkel ez nem lehetséges. A QCD szerint az erőhordozó részecskék „gluonok”, amelyek erős erőt tudnak továbbítani a kvarknak nevezett anyagrészecskék között. A QCD elsősorban a kvarkok és a gluonok közötti kölcsönhatásokat írja le. Mind a kvarkokat, mind a gluonokat egy „szín” nevű kvantumszámmal rendeljük.
A QCD-ben háromféle „színt” használunk a kvarkok viselkedésének magyarázatára: vörös, zöld és kék. A színsemleges részecskéknek két típusa létezik: barionok és mezonok. A barionok három szubatomi részecskét tartalmaznak, például protonokat és neutronokat. Ez a három kvark különböző színű, és ennek a három színnek a keveréke következtében semleges részecske képződik. Másrészt a mezonok kvark és antikvark párokat tartalmaznak. Az antikvarkok színe semlegesítheti a kvark színét.
A kvark részecskék kölcsönhatásba léphetnek az erős erő révén (gluonok cseréjével). A gluonok színeket is hordoznak; így kölcsönhatásonként 8 gluonnak kell lennie ahhoz, hogy lehetővé váljon a kvark három színe közötti lehetséges kölcsönhatás. Mivel a gluonok színeket hordoznak, kölcsönhatásba léphetnek egymással (ellentétben a QED-ben a fotonok nem tudnak kölcsönhatásba lépni egymással). Így a kvarkok látszólagos bezártságát írja le (a kvarkok csak kötött kompozitokban találhatók barionokban és mezonokban). Tehát ez az elmélet a QCD mögött.
Mi a különbség a QED és a QCD között?
A QED a kvantumelektrodinamika, míg a QCD a kvantumkromodinamika. A QED és a QCD közötti legfontosabb különbség az, hogy a QED a töltött részecskék és az elektromágneses tér közötti kölcsönhatásokat írja le, míg a QCD a kvarkok és a gluonok közötti kölcsönhatásokat írja le.
A következő infografika további összehasonlításokat mutat be a QED és a QCD közötti különbségekkel kapcsolatban.
Összefoglaló – QED vs QCD
A QED a kvantumelektrodinamika, míg a QCD a kvantumkromodinamika. A QED és a QCD közötti legfontosabb különbség az, hogy a QED a töltött részecskék és az elektromágneses tér közötti kölcsönhatásokat írja le, míg a QCD a kvarkok és a gluonok közötti kölcsönhatásokat írja le.
