色动力学的渐近自由

“渐近自由”说的是两个夸克之间距离很小时,耦合常数也 会变得很小,以致夸克可以看成是近自由的。耦合常数变小是由 于真空的反色屏蔽效应引起的。真空中的夸克会使真空极化(即 它使真空带上颜色),夸克与周围真空的相互作用导致由真空极化产生的虚胶子和正反虚夸克的极化分布,最终效果使夸克色荷 变大,这称为色的反屏蔽效应(对于电荷,刚好相反,由于真空极化导致电荷吸引反号电荷的虚粒子,所以总电荷减少,这称为 电的屏蔽效应。与它作比较,色的反屏蔽效应这一术语由此而来)。由于这一效应,在离夸克较小距离上看来,大距离的夸克比它带的色荷多,所以小距离上强作用相对而言变弱了,这就是 所谓“渐近自由”。渐近自由是量子色动力学的一项重要成果, 它使得高能色动力学可以用微扰理论计算。但是在低能情形或者 说大距离情形,由于耦合常数变强及存在幽禁力,计算变得困难。

量子色动力学可以预言小距离的“渐近自由”,但是对大距离的“夸克幽禁”,量子色动力学就无法预言了,这是量子色动力学的困难。