渐近自由

1973年戴维·格娄斯等发现的效应
渐近自由是量子色动力学(QuantumChromodynamics,简称QCD)理论的主要特性之一。所谓渐近自由,是指QCD耦合常数随着重整化标度的增加而减小,即相互作用变弱而趋于消失。[1]
随着强作用能标的增加,夸克和胶子之间的作用变得越来越微弱,在高温下会形成夸克-胶子等离子体,禁闭在低能量尺度中占主导地位,非微扰效应显著;随着能量的增加,渐近自由成为主导,微扰论可用。[2]
渐近自由的原因是,量子电动力学的载体,也就是光子,是没有电荷的,而在量子色动力学中,存在八重态的多色胶子,它们之间有很强的相互作用力,这是确保每个复合粒子都是无色的原因。如果你试图把夸克从质子中拉出来,你拉得越多,就会觉得越难,因为胶子之间的相互作用增强了。这有点像拉一根有弹性的弦—最终会赞足够大的能量令弦断裂,这个所谓攒起来的能量就表现为夸克-反夸克组合。这也就是强相互作用力使质子和中子在原子核中结合在一起的方式。[3]
渐近自由最初是由弗兰克·维尔泽克和戴维·格罗斯提出的,后来1973年戴维·普利策也解释了这个现象,他们几位科学家因此而获得了2004年的诺贝尔物理学奖[3]

理论定义