Ključna razlika med QED in QCD je v tem, da QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.
QED je kvantna elektrodinamika, medtem ko je QCD kvantna kromodinamika. Oba izraza pojasnjujeta obnašanje majhnih delcev, kot so subatomski delci.
Kaj je QED?
QED je kvantna elektrodinamika. Gre za teorijo, ki opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnimi polji. Na primer, lahko opiše interakcije med svetlobo in snovjo (ki ima nabite delce). Poleg tega opisuje tudi interakcije med nabitimi delci. Gre torej za relativistično teorijo. Poleg tega je ta teorija veljala za uspešno fizikalno teorijo, saj se magnetni moment delcev, kot so mioni, ujema s to teorijo do devetmestne številke.
V bistvu izmenjava fotonov deluje kot sila interakcije, ker lahko delci spremenijo svojo hitrost in smer gibanja, ko sproščajo ali absorbirajo fotone. Poleg tega se lahko fotoni oddajajo kot prosti fotoni, ki so videti kot svetloba (ali druga oblika EMR – elektromagnetnega sevanja).
Slika 01: Osnovna pravila QED
Interakcije med nabitimi delci potekajo v nizu korakov z naraščajočo kompleksnostjo. To pomeni; najprej obstaja samo en virtualni (neviden in nezaznaven) foton, nato pa v procesu drugega reda obstajata dva fotona, ki sodelujeta v interakciji in tako naprej. Tu pride do interakcij prek izmenjave fotonov.
Kakšen QCD?
QCD je kvantna kromodinamika. To je teorija, ki opisuje močno silo (naravno, temeljno interakcijo, ki se pojavi med subatomskimi delci). Teorija je bila razvita kot analogija za QED. Po QED elektromagnetne interakcije nabitih delcev nastanejo z absorpcijo ali emisijo fotonov, pri nenabitih delcih pa to ni mogoče. Po QCD so delci nosilci sile »gluoni«, ki lahko prenašajo močno silo med delci snovi, imenovanimi kvarki. V prvi vrsti QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni. Kvarkom in gluonom pripisujemo kvantno število, imenovano "barva".
V QCD uporabljamo tri vrste "barv" za razlago obnašanja kvarkov: rdečo, zeleno in modro. Obstajata dve vrsti barvno nevtralnih delcev, kot so barioni in mezoni. Barioni vključujejo tri subatomske delce, kot so protoni in nevtroni. Ti trije kvarki imajo različne barve in kot posledica mešanice teh treh barv nastanejo nevtralni delci. Po drugi strani pa mezoni vsebujejo pare kvarkov in antikvarkov. Barva antikvarkov lahko nevtralizira barvo kvarkov.
Delci kvarkov lahko medsebojno delujejo preko močne sile (z izmenjavo gluonov). Gluoni prenašajo tudi barve; tako mora obstajati 8 gluonov na interakcijo, da se omogočijo možne interakcije med tremi barvami kvarka. Ker gluoni prenašajo barve, lahko medsebojno delujejo (nasprotno pa fotoni v QED ne morejo medsebojno vplivati). Tako opisuje navidezno zaprtje kvarkov (kvarke najdemo samo v vezanih kompozitih v barionih in mezonih). To je torej teorija za QCD.
Kakšna je razlika med QED in QCD?
QED pomeni kvantno elektrodinamiko, medtem ko QCD pomeni kvantno kromodinamiko. Ključna razlika med QED in QCD je v tem, da QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.
Naslednja infografika podrobneje predstavlja več primerjav glede razlike med QED in QCD.
Povzetek – QED proti QCD
QED je kvantna elektrodinamika, kjer je QCD kvantna kromodinamika. Ključna razlika med QED in QCD je v tem, da QED opisuje interakcije nabitih delcev z elektromagnetnim poljem, medtem ko QCD opisuje interakcije med kvarki in gluoni.
