Цвет кварков

Драма идей в познании природы

С чем связано нарушение принципа Паули в системах связанных кварков? С тем, что кварки одного типа тождественны, неотличимы один от другого. D⁺⁺ и D^- являются системами трех одинаковых кварков, помещенных с одинаковым направлением спина в одно и то же состояние. Но может, у кварков есть еще какое-нибудь отличие? Может, их можно как-то пометить и отличить по этим меткам один от другого, покрасить три составляющих D кварка в разные цвета? Да, именно покрасить!

Не только u, d и s отличаются друг от друга. Может быть, есть три различных u-кварка, три различных d-кварка, три различных s-кварка. Осторожный человек постарался бы спрятать это нововведение, ввести индексы: u₁, u₂ и u₃; d₁, d₂ и d₃; s₁, s₂ и s₃ - замаскировать тот факт, что число сильно взаимодействующих элементарных частиц утроилось!

К счастью, физики не лишены темперамента и стремления к яркости. Умножение числа кварков обернулось образной красочной картиной. Физики решили, что у невидимых кварков есть невидимые "цвета" (этот цвет не имеет отношения к оптике). Есть цвета, которые прячутся вместе со своими носителями - кварками - внутри адрона. Внутри адрона кварки можно различить по цвету. Между кварками разного цвета полная симметрия. Их массы, электрические заряды и все остальные (кроме цвета) характеристики - точно одинаковы. Тогда D⁺⁺ (D^-) оказываются системами трех разных u-(d-) кварков - они состоят из кварков одного типа (аромата), но разного цвета. Например, D⁺⁺ состоит из одного желтого u-кварка, одного красного u-кварка и одного синего u-кварка. Составляющие D⁺⁺ u-кварки находятся в разных цветовых состояниях - в полном соответствии с принципом запрета Паули.

Итак, физики обратились к динамике цветовых зарядов и связанных с ними полей.

Я.Б.Зельдович, М.Ю.Хлопов, 1988 год