Визуализация квантовой хромодинамики готова 🎉https://nikalexxx.github.io/?/physics/qcd

В научно-популярных книгах и видео вы могли слышать, что у кварков есть цветовой заряд: красный/синий/зелёный. К реальным цветам они отношения не имеют, просто название удачное. И есть 8 глюонов переносчиков сильного взаимодействия. Красный кварк испускает красно-антизеленый глюон и становится зелёным. Но цветных глюонов 6, а остальные два интуитивно через обмен уже не представишь.

Конечно обмен цветами это упрощение. Но настоящая математика настолько далека от красивой картинки, что я собрал промежуточную версию.

Показаны действия матриц глюонов на вектора кварка как вращение в С^3. Эти вращения задаются матрицами Гелл-Манна и как раз образуют SU(3). Дальше мы берем цветовой вектор кварка и его амплитуды (точнее их квадраты) переводим в интенсивность цвета RGB. Так как там ограничение (крутится единичный вектор), цвета взаимозависимы. Можно в треугольнике подвигать мышкой и поменять.

Остались комплексные фазы, так как они тоже связаны, имеют смысл только относительные фазы, это две окружности, которые при перемножении дают тор, изображенный в виде квадрата со склеенными краями. Кварк и там можно подвигать мышкой по фазовому тору. Общая фаза фиксирована в виде маленькой стрелки.

Каждый глюон показан в виде большой стрелки, и для цветных видно как у кварка поменяется цвет при действии, можно нажимать прямо на стрелки и на кнопки справа. При наведении будет показана матрица поворота. Так как фазовый тор схлапывается при чистом цвете, стрелки растянутся в таком случае.

Конечно это не испускание глюона как частицы, а просто воздействие глюонного поля на малый угол. Испускание глюона и обмен это следующие шаги.

Тут прекрасно видно, что бесцветные глюоны совпадают с цветными, только меняют фазу без амплитуд!

Надеюсь удалось скрестить научпоп интерпретацию и математику по капотом. Заходите на страницу и пробуйте!

P.S. Моя первая попытка запихнуть всё в S^5 несостоятельна, так как там будут разрывы на границах. Тор мне даже больше нравится.