Schauen wir mal die Kraft, die die Quarks zusammenhält, etwas genauer an.

In der Teilchenphysik werden alle Kräfte durch den Austausch von Energieteilchen (Bosonen) zwischen Materieteilchen (Fermionen) erklärt. Auf dieser Webseite siehst du den Teilchen in den Darstellungen immer an, ob es sich um ein Boson oder ein Fermion handelt. Die Fermionen sind als Kreise dargestellt, während die Bosonen wie kleine Sonnen aussehen.

Quarks sind Materieteilchen. Die Energieteilchen, die sie austauschen, heissen Gluonen. Die Kraft, die durch den Austausch von Gluonen zwischen Quarks entsteht, nennen wir die Farbkraft.

Wie bei der elektrischen Kraft müssen die Teilchen, die bei einer Farbwechselwirkung teilnehmen wollen, geladen sein. Anstatt elektrisch geladen sind sie farbgeladen. Im Gegesatz zur elekrischen Kraft, wo ein Teilchen nur geladen (+) oder antigeladen (-) sein kann, kann ein farbgeladenes Teilchen rot, blau, grün, oder anti-rot, anti-blau und anti-grün sein. Natürlich haben diese farbigen Ladungen nichts mit den Farben zu tun, die wir sehen. Sie haben aber doch mit unseren Farben ein paar Eigenschaften gemeinsam und helfen so die Farbkraft zu verstehen.

Quarks tauschen ständig Gluonen aus. Jedesmal, wenn zwei Quarks ein Gluon austauschen, tauschen sie ihre Farbladung aus. Du kannst dir das wie im Bild rechts vorstellen. Ein Quark, das mit einer blauen Ladung beginnt, kann im nächsten Moment rot sein, um darauf auf grün zu wechseln. Darin sind farbgeladene Teilchen grundsätzlich anders als elektrisch geladene Teilchen: Ein elektrisch geladenes Teilchen behält immer seine Ladung (ein Elektron wird immer die Ladung -1 haben); ein farbgeladenes Teilchen hingegen, bekommt bei jedem Gluonaustausch eine neue Ladung.

Auch die Gluonen selbst haben eine Farbladung. Im Gegensatz zu den Quarks besteht sie aber immer aus einer Farbe und einer anti-Farbe. So hat das Gluon in der Animation rechts zum Beispiel die Ladung blau anti-grün. Schau dir mal das unbewegte Bild an und rechne nach, ob die Farbladung erhalten bleibt. Ist sie zur jedem Zeitpunkt immer genau gleich? Wenn du eine Farbe und die ensprechende Antifarbe zum gleichen Zeitpunkt hast, so heben sie sich gegenseitig auf.

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