QED ve QCD arasındaki temel fark, QED'nin elektromanyetik alanla yüklü parçacıkların etkileşimlerini tanımlaması, QCD'nin ise kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimleri tanımlamasıdır.
QED kuantum elektrodinamiğidir, QCD ise kuantum kromodinamiğidir. Bu terimlerin her ikisi de atom altı parçacıklar gibi küçük ölçekli parçacıkların davranışını açıklar.
QED nedir?
QED kuantum elektrodinamiğidir. Yüklü parçacıkların elektromanyetik alanlarla etkileşimlerini tanımlayan bir teoridir. Örneğin, ışık ve madde (yüklü parçacıklara sahip) arasındaki etkileşimleri tanımlayabilir. Ayrıca, yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimleri de açıklar. Yani göreceli bir teoridir. Ayrıca, müonlar gibi parçacıkların manyetik momenti bu teoriyle dokuz basamaklı olduğu için bu teori başarılı bir fiziksel teori olarak kabul edilmiştir.
Temel olarak, fotonların değişimi etkileşimin gücü olarak hareket eder çünkü parçacıklar fotonları serbest bırakırken veya emerken hızlarını ve hareket yönlerini değiştirebilirler. Ayrıca, fotonlar, ışık (veya EMR'nin başka bir formu – Elektromanyetik radyasyon) olarak görünen serbest fotonlar olarak yayılabilirler.
Şekil 01: QED Temel Kuralları
Yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimler, artan karmaşıklıkla bir dizi adımda gerçekleşir. Bunun anlamı; ilk olarak, yalnızca bir sanal (görünmeyen ve saptanamayan) foton vardır ve sonra ikinci dereceden bir süreçte, etkileşime dahil olan iki foton vardır vb. Burada etkileşimler foton alışverişi yoluyla gerçekleşir.
Hangi QCD?
QCD, kuantum renk dinamiğidir. Güçlü kuvveti (atom altı parçacıklar arasında meydana gelen doğal, temel bir etkileşim) tanımlayan bir teoridir. Teori, QED için bir benzetme olarak geliştirildi. QED'ye göre, yüklü parçacıkların elektromanyetik etkileşimleri, fotonların emilmesi veya yayılması yoluyla gerçekleşir, ancak yüksüz parçacıklarla bu mümkün değildir. QCD'ye göre, kuvvet taşıyıcı parçacıklar, kuark adı verilen madde parçacıkları arasında güçlü bir kuvvet iletebilen "gluonlardır". Öncelikle QCD, kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimleri tanımlar. Hem kuarkları hem de gluonları “renk” adı verilen bir kuantum numarasıyla atadık.
QCD'de kuarkların davranışını açıklamak için üç tür "renk" kullanırız: kırmızı, yeşil ve mavi. Baryonlar ve mezonlar olmak üzere iki tür renk nötr parçacık vardır. Baryonlar, protonlar ve nötronlar gibi üç atom altı parçacık içerir. Bu üç kuark farklı renklere sahiptir ve bu üç rengin karışımı sonucunda nötr bir parçacık oluşur. Öte yandan, mezonlar kuark ve antikuark çiftleri içerir. Antikuarkların rengi, kuarkın rengini nötralize edebilir.
Kuark parçacıkları güçlü kuvvet yoluyla (gluonları değiştirerek) etkileşime girebilir. Gluonlar ayrıca renkleri de taşırlar; bu nedenle, kuarkın üç rengi arasındaki olası etkileşimlere izin vermek için etkileşim başına 8 gluon olmalıdır. Gluonlar renk taşıdıkları için birbirleriyle etkileşebilirler (tersine, QED'deki fotonlar birbirleriyle etkileşemezler). Böylece, kuarkların görünürdeki hapsini tanımlar (kuarklar sadece baryon ve mezonlardaki bağlı bileşiklerde bulunur). Bu nedenle, QCD'nin arkasındaki teori budur.
QED ve QCD Arasındaki Fark Nedir?
QED, kuantum elektrodinamiği, QCD ise kuantum kromodinamiği anlamına gelir. QED ve QCD arasındaki temel fark, QED'nin elektromanyetik alanla yüklü parçacıkların etkileşimlerini tanımlaması, QCD'nin ise kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimleri tanımlamasıdır.
Aşağıdaki infografik, QED ve QCD arasındaki farkla ilgili daha ayrıntılı karşılaştırmalar sunar.
Özet – QED ve QCD
QED, QCD'nin kuantum kromodinamiği olduğu kuantum elektrodinamiğidir. QED ve QCD arasındaki temel fark, QED'nin elektromanyetik alanla yüklü parçacıkların etkileşimlerini tanımlaması, QCD'nin ise kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimleri tanımlamasıdır.
