Gluon

Die Gluonen sind die Austauschteilchen der starken Wechselwirkung. Gluonen werden zwischen Quarks, den Bausteinen (u.a.) der Protonen und Neutronen im Atomkern, ausgetauscht. Gluonen sind elektrisch neutral und werden als masselos angenommen. Die Quantenchromodynamik (QCD) ist die heute akzeptierte Theorie zur Beschreibung der starken Wechselwirkung.

Allgemeiner ausgedrückt vermitteln Gluonen Kräfte zwischen Teilchen, die eine Farbladung tragen. Wenn zwischen zwei Quarks ein Gluon ausgetauscht wird, ändert sich die Farbladung der beteiligten Quarks. Das Gluon trägt dazu jeweils eine Antifarbladung zur Kompensation der ursprünglichen Farbladung des Quarks sowie die neue Farbladung des Quarks. Da das Gluon selbst auch eine Farbladung trägt, kann es mit anderen Gluonen wechselwirken. Diese so genannte 'Selbstwechselwirkung', d.h. die Wechselwirkung der die Wechselwirkung vermittelnden Teilchen miteinander, macht die mathematische Analyse der Starken Wechselwirkung sehr kompliziert.

Erste experimentelle Hinweise auf die Existenz der Gluonen gewann man Anfang der achtziger Jahre, als man am Elektron-Positron-Collider PETRA in Hamburg Ereignisse mit einer klaren Drei-Jet-Struktur fand. Den dritten Jet führte man auf die Abstrahlung eines Gluons durch eines der produzierten Quarks zurück.