Forskellen mellem QED og QCD

Det vigtigste forskel mellem QED og QCD er det QED beskriver interaktioner mellem ladede partikler med det elektromagnetiske felt, mens QCD beskriver interaktioner mellem kvarker og gluoner.

QED er kvanteelektrodynamik, mens QCD er kvante-kromodynamik. Begge disse udtryk forklarer opførslen af ​​partikler i mindre skala, såsom subatomære partikler.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er QED
3. Hvad er QCD
4. Sammenligning side ved side - QED vs QCD i tabelform
5. Resume

Hvad er QED?

QED er kvanteelektrodynamik. Det er en teori, der beskriver interaktioner mellem ladede partikler og elektromagnetiske felter. For eksempel kan det beskrive interaktioner mellem lys og stof (som har ladede partikler). Desuden beskriver den interaktioner mellem ladede partikler også. Så det er en relativistisk teori. Desuden er denne teori blevet betragtet som en vellykket fysisk teori, da det magnetiske moment for partikler, såsom muoner, er enige med denne teori til ni cifre.

Grundlæggende fungerer udvekslingen af ​​fotoner som interaktionskraften, fordi partikler kan ændre deres hastighed og bevægelsesretning, når fotoner frigives eller absorberes. Desuden kan fotoner udsendes som frie fotoner, der vises som lys (eller en anden form for EMR - Elektromagnetisk stråling).

Figur 01: QED-elementære regler

Interaktionerne mellem ladede partikler forekommer i en række trin med stigende kompleksitet. Det betyder; først er der kun en virtuel (uset og ikke-detekterbar) foton, og derefter i en andenordens proces er der to fotoner, der involverer i interaktionen og så videre. Her forekommer interaktionerne via udveksling af fotoner.

Hvilken QCD?

QCD er kvante kromodynamik. Det er en teori, der beskriver den stærke kraft (en naturlig, grundlæggende interaktion, der opstår mellem subatomære partikler). Teorien blev udviklet som en analogi for QED. Ifølge QED forekommer elektromagnetiske interaktioner mellem ladede partikler via absorption eller emission af fotoner, men med uladede partikler er det ikke muligt. Ifølge QCD er kraftbærerpartiklerne "gluoner", som kan overføre en stærk kraft mellem partikler af stof, der kaldes kvarker. Primært beskriver QCD samspillet mellem kvarker og gluoner. Vi tildeler både kvarker og gluoner med et kvanttal kaldet “farve”.

I QCD bruger vi tre typer “farver” til at forklare kvarkernes opførsel: rød, grøn og blå. Der er to typer farveneutrale partikler som baryoner og mesoner. Baryoner inkluderer tre subatomære partikler, såsom protoner og neutroner. Disse tre kvarker har forskellige farver, og der dannes en neutral partikel som et resultat af en blanding af disse tre farver. På den anden side indeholder mesoner par kvarker og antikvarker. Farven på antikvarker kan neutralisere kvarkens farve.

Kvarkpartiklerne kan interagere via den stærke kraft (ved at udskifte gluoner). Limer bærer også farver; der skal således være 8 gluoner pr. interaktion for at muliggøre de mulige interaktioner mellem de tre kvarkfarver. Da gluoner bærer farver, kan de interagere med hinanden (i modsætning hertil kan fotoner i QED ikke interagere med hinanden). Den beskriver således den tilsyneladende indeslutning af kvarker (kvarker findes kun i bundne kompositter i baryoner og mesoner). Dette er teorien bag QCD.

Hvad er forskellen mellem QED og QCD?

QED står for kvanteelektrodynamik, hvor QCD står for kvante-kromodynamik. Den centrale forskel mellem QED og QCD er, at QED beskriver interaktioner mellem ladede partikler med det elektromagnetiske felt, mens QCD beskriver interaktioner mellem kvarker og gluoner.

Den følgende infographic giver flere sammenligninger med hensyn til forskellen mellem QED og QCD i flere detaljer.

Resume - QED vs QCD

QED er kvanteelektrodynamik, hvor QCD er kvante-kromodynamik. Den vigtigste forskel mellem QED og QCD er, at QED beskriver interaktioner mellem ladede partikler med det elektromagnetiske felt, mens QCD beskriver interaktioner mellem kvarker og gluoner.

Reference:

1. "Kvanteelektrodynamik." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 23. maj 2018, tilgængelig her.
2. "Stringteori og kvantekromodynamik." Dummies, fås her.

Billede høflighed:

1. “Qed elementary regler” Af Pra1998 - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “QCD - Quantum Chromodynamics” af Nikk (CC BY 2.0) via Flickr