Confinamiento del color

El confinamiento del color (o simplemente confinamiento) es una propiedad de las partículas elementales que poseen una carga de color : estas partículas no pueden estar aisladas y se las observa únicamente con otras partículas de tal manera que la combinación formada sea blanca, esto es que su carga de color total sea nula. Esta propiedad esta en el origen de la existencia de los hadrones.

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QCD

Descripción fenomenológica

El fenómeno de confinamiento está ligado a la propiedad de libertad asintótica de las interacciones fuertes que actúan sobre las partículas que poseen una carga de color. Los acoplamientos debidos a otras interacciones fundamentales (electromagnéticas, interacción débil y gravitación) disminuyen con la separación, y pueden descartarse para una separación grande. Para las interacciones fuertes, el acoplamiento entre partículas con color aumenta con la distancia, de manera aproximadamente lineal para separaciones grandes. Esto se interpreta como la formación de un tubo de flujo entre las partículas por los gluónes. La energía del tubo de flujo aumenta con la separación, hasta el momento que sea lo suficientemente grande para formar un par quark-antiquark. Fenomenologicamente, se considera entonces que el tubo está roto y que nuevos tubos se forman entre los quarks presentes.

Si un conjunto de quarks globalmente blancos (sin color) se forma de esta manera, cesa de interaccionar con el reste del sistema y forme un estado ligado llamado hadrón. Los quarks al interior de los hadrones están ligados por tubos de flujo entre ellos pero no con el resto del sistema; contrariamente a los quarks, los hadrones forman estados asintóticos que interaccionan débilmente a grandes distancias.

El proceso de ruptura de los tubos de flujo se repite hasta que todos los quarks producidos son reunidos en hadrones. El conjunto del proceso se denomina hadronización.

Aspectos teóricos

A pesar de estas consideraciones intuitivas, no existe por ahora ninguna prueba formal que el confinamiento sea une característica de la QCD. Esto resulta del hecho que el confinamiento es un fenómeno de un alto acoplamiento donde dominan los efectos no-perturbativos.