Gluón
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El gluón es el bosón portador de la interacción nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales. No posee masa ni carga eléctrica, pero sí carga de color, por lo que además de transmitir la interacción fuerte también la sufre.
Definición
En la materia Física, es una partícula subatómica, del tipo bosón, que mantiene a los quarks unidos en la conformación de otras partículas como los neutrones. No tiene masa ni carga eléctrica, pero sí carga de color, por lo que puede tanto transmitir como experimentar el tipo de fuerza entre partículas conocida como interacción nuclear fuerte.
Características
Los gluones son las partículas de intercambio de la fuerza de color entre los quarks, de forma análoga al intercambio de fotones en la fuerza electromagnética entre dos partículas cargadas. El gluón puede ser considerado como la partícula de intercambio fundamental, que subyace en la interacción fuerte entre los protones y los neutrones en un núcleo. Esa interacción de corto alcance nucleón-nucleón, puede ser considerada como una fuerza de color residual, que se extiende fuera de los límites de los protones o de los neutrones. Esa interacción fuerte fue modelada por Yukawa como consistente en un intercambio de piones, y de hecho, el cálculo del alcance del pión, fue útil en el desarrollo de nuestra comprensión de la fuerza fuerte.
Propiedades
Al igual que el fotón, el gluón es un bosón sin masa ni carga de spin 1. Como los quarks, los gluones tienen carga de color, que depende del cambio de color de los quarks. Los quarks cambian de color cuando se intercambian gluones, de tal forma que la carga de color total del sistema formado por el quark y el gluón, antes y después de la emisión o absorción es la misma.
Por ejemplo, si un quark rojo se vuelve azul al emitir un gluón, entonces es porque emite un gluón rojo-antiazul (la parte roja del gluón es el rojo que pierde el quark, y el antiazul es para anular el azul que el quark gana). El sistema tiene carga de color neta roja.
Existen asimismo 8 tipos de gluones, siendo cada uno de ellos una combinación color-anticolor. Los quarks y los gluones forman partículas compuestas con carga de color total neutra.
Interacciones
Las interacciones de los gluones son a menudo representadas por un diagrama de Feynman. Téngase en cuenta que el gluón genera un cambio de color en los quarks. Los gluones son de hecho considerados como bicoloreados, llevando una unidad de color y una unidad de anti-color como se sugiere en el diagrama de la derecha. El dibujo del intercambio de gluones, convierte un quark azul en uno verde y viceversa. El rango de la fuerza fuerte está limitado por el hecho de que los gluones interactúan unos con otros, así como con los quarks, en el contexto del confinamiento de quarks. Estas propiedades contrastan con la de los fotones, que no tienen masa y son de alcance infinito. El fotón no lleva consigo carga eléctrica, mientras que los gluones llevan "carga de color".
Dentro de su alcance de aproximadamente un Fermi, los gluones pueden interactuar unos con otros, y pueden producir pares virtuales quark-antiquark. La característica de la interacción entre sí, es muy diferente de las otras partículas de intercambio, y plantea la posibilidad de existencia de colecciones de gluones denominado "glueballs" (bolas de gluones). El estado interno de un hadrón se considera compuesto de un número fijo neto de quarks, pero con una nube dinámica de gluones y pares de quarks-antiquarks en equilibrio.
