Unterschied zwischen QED und QCD

Der Schlüsselunterschied Zwischen QED und QCD ist das QED beschreibt die Wechselwirkungen von geladenen Partikeln mit dem elektromagnetischen Feld, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.

QED ist die Quantenelektrodynamik, während QCD die Quantenchromodynamik ist. Beide Begriffe erklären das Verhalten kleiner Teilchen wie subatomarer Partikel.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist QED
3. Was ist QCD
4. Seite an Seite Vergleich - QED gegen QCD in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist QED?

Qed ist Quantenelektrodynamik. Es ist eine Theorie, die die Wechselwirkungen von geladenen Partikeln mit elektromagnetischen Feldern beschreibt. Zum Beispiel kann es die Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie beschreiben (die Partikel geladen haben). Darüber hinaus beschreibt es auch die Wechselwirkungen zwischen geladenen Partikeln. Es ist also eine relativistische Theorie. Außerdem wurde diese Theorie seit dem magnetischen Moment der Partikel wie Myonen als erfolgreiche physikalische Theorie angesehen.

Grundsätzlich fungiert der Austausch von Photonen als die Wechselwirkung, weil Partikel ihre Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung beim Freigeben oder Absorptieren von Photonen verändern können. Darüber hinaus können Photonen als freie Photonen emittiert werden, die als Licht (oder eine andere Form von EMR - Elektromagnetischer Strahlung) erscheinen.

Abbildung 01: qed Elementarregeln

Die Wechselwirkungen zwischen geladenen Partikeln treten in einer Reihe von Schritten mit zunehmender Komplexität auf. Das bedeutet; Erstens gibt es nur ein virtuelles (unsichtbares und nicht nachweisbares) Photon, und dann gibt es in einem Prozess zweiter Ordnung zwei Photonen, die an der Interaktion beteiligt sind und so weiter. Hier treten die Wechselwirkungen über den Austausch von Photonen auf.

Was für QCD?

QCD ist Quantenchromodynamik. Es ist eine Theorie, die die starke Kraft beschreibt (eine natürliche, grundlegende Wechselwirkung, die zwischen subatomaren Partikeln auftritt). Die Theorie wurde als Analogie für QED entwickelt. Laut QED treten elektromagnetische Wechselwirkungen von geladenen Partikeln durch Absorption oder Emission von Photonen auf, aber mit ungeladenen Partikeln ist dies nicht möglich. Laut QCD sind die Kraftträgerpartikel „Gluonen“, die eine starke Kraft zwischen Materiepartikeln übertragen können, die als Quarks bezeichnet werden. In erster Linie beschreibt QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen. Wir weisen sowohl Quarks als auch Gluonen mit einer Quantennummer mit dem Namen "Farbe" zu.

In QCD verwenden wir drei Arten von „Farben“, um das Verhalten von Quarks zu erklären: Rot, Grün und Blau. Es gibt zwei Arten von farbneutralen Partikeln als Baryonen und Mesons. Baryonen umfassen drei subatomare Teilchen wie Protonen und Neutronen. Diese drei Quarks haben unterschiedliche Farben und ein neutrales Teilchen bildet sich infolge einer Mischung dieser drei Farben. Andererseits enthalten Mesons ein Quark- und Antiquarks. Die Farbe von Antiquarks kann die Farbe von Quark neutralisieren.

Die Quark -Partikel können über die starke Kraft interagieren (indem sie Gluonen austauschen). Gluonen tragen auch Farben; Daher müssen es 8 Gluonen pro Wechselwirkung geben, um die möglichen Wechselwirkungen zwischen den drei Farben von Quark zu ermöglichen. Da Gluonen Farben tragen, können sie miteinander interagieren (dagegen können Photonen in QED nicht miteinander interagieren). Daher beschreibt es die scheinbare Einschränkung von Quarks (Quarks sind nur in gebundenen Verbundwerkstoffen in Baryonen und Mesonen zu finden). Dies ist also die Theorie hinter QCD.

Was ist der Unterschied zwischen QED und QCD?

QED steht für Quantenelektrodynamik, wobei QCD für Quantenchromodynamik steht. Der Hauptunterschied zwischen QED und QCD besteht darin, dass QED die Wechselwirkungen von geladenen Partikeln mit dem elektromagnetischen Feld beschreibt, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.

Die folgende Infografik zeigt mehr Vergleiche bezüglich des Unterschieds zwischen QED und QCD in Details.

Zusammenfassung -QED gegen QCD

QED ist die Quantenelektrodynamik, wobei QCD die Quantenchromodynamik ist. Der Hauptunterschied zwischen QED und QCD besteht darin, dass QED die Wechselwirkungen von geladenen Partikeln mit dem elektromagnetischen Feld beschreibt, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.

Referenz:

1. „Quantenelektrodynamik.”Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 23. Mai 2018, hier erhältlich.
2. „String -Theorie und Quantenchromodynamik.”Dummies, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "QED Elementary Rules" von PRA1998 - eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "QCD - Quantenchromodynamik" von Nikk (CC von 2.0) über Flickr