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Gluonen

 

[zu englisch glue »Klebstoff«], Singular Gluon das, -s, Elementarteilchenphysik: zu den intermediären Bosonen oder Eichbosonen gehörende masselose Teilchen, die die Wechselwirkung zwischen den colorgeladenen Elementarteilchen (z. B. Quarks) vermitteln (ähnlich wie die Vermittlung der elektromagnetischen Wechselwirkung durch Photonen). Im Gegensatz zu den elektrisch neutralen Photonen, für die die elektrische Ladung lediglich die Quelle ist, haben die Gluonen die Color- oder Farbladung nicht nur als Quelle, sondern sind auch selbst colorgeladen: Bei jeder Emission oder Absorption eines Gluons durch ein Quark wird Farbladung zwischen beiden Teilchen ausgetauscht, und die Gluonen wechselwirken auch untereinander. Das führt zu einigen wichtigen Besonderheiten der Farbwechselwirkung (Quantenchromodynamik):

 

1) Es können keine freien Quarks oder Gluonen und damit Farbladungen direkt beobachtet werden, sondern nur gebundene farblose Zustände in Form von Hadronen (Confinement, permanenter Quarkeinschluss). 2) Die Stärke der Farbwechselwirkung wird mit abnehmendem Abstand, d. h. für größer werdenden Energieübertrag (z. B. bei der hochenergetischen Streuung von Elektronen an den Quarks in den Protonen), immer geringer und geht in der Grenze gegen null (asymptotische Freiheit der Farbwechselwirkung). 3) Die Gluonen können wegen ihrer Selbstwechselwirkung gebundene Zustände (Gluonenbälle, auch Gluonium genannt) eingehen, ohne dass dabei Quarks beteiligt sind. - Obwohl Quarks und Gluonen nicht direkt zu beobachten sind, weisen die bei den hochenergetischen Streuexperimenten beobachteten hadronischen Jets zwingend auf ihre Existenz hin; es gibt auch einige Mesonen, die als Gluonenbälle angesehen werden könnten.