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Colour

  夸克所具有的一种量子数,与普通视觉上的“颜色”一词完全无关,不表示夸克带有真实的色彩。

  组成强子的夸克具有200712032320907-01.gif自旋角动量,根据量子力学基本定理,它们应服从费密-狄喇克统计(见量子统计法)及泡利不相容原理。但是在20世纪60年代末使用的夸克组成重子的波函数是全对称的,似乎可能违背这个原理。解决这个困难的基本思想是考虑每一种夸克(见)有三种不同状态,它们的唯一差别是在一个附加的性质方面不同,这种附加性质后来被称为色,三种不同状态,对应于三种不同的色。这样,在重子中的夸克即使其他量子数完全相同,色量子数却不同,自旋与统计就没有矛盾了(见强子结构)。

  色自由度使夸克的种数扩大了三倍,但没增加重子和介子的数目,因为夸克组成强子的规则要保证强子无色,以符合迄今的实验事实。夸克数目扩大三倍至少已有两个实验证据,一个是中性π0介子衰变到两个光子的衰变率计算值比没有色的夸克模型大三倍,与实验符合;另一个是理论预言正负电子对湮没中的重子和介子产生的总截面也要放大三倍,后来为能量在2~3GeV之间的实验结果所证实,这是夸克有色量子数的间接证明。

  1973年开始建立的量子色动力学(QCD)理论,认为夸克之间存在一种与色对称性有关的相互作用,它使强子中的夸克互相吸引而束缚在一起,它也表现为强子间的强相互作用

  在强相互作用过程中,色量子数守恒。电磁相互作用弱相互作用与色对称性无关,在电磁相互作用和弱相互作用过程中,色量子数也守恒。

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