Quantum chromodynamics (QCD), sa pisika, ang teorya na naglalarawan ng pagkilos ng malakas na puwersa. Ang QCD ay itinayo sa pagkakatulad sa dami ng electrodynamics (QED), ang teorya ng larangan ng dami ng electromagnetic na puwersa. Sa QED ang mga pakikipag-ugnay ng electromagnetic ng mga sisingilin na mga particle ay inilarawan sa pamamagitan ng paglabas at kasunod na pagsipsip ng mga walang masa na mga photon, na kilala bilang "mga partikulo" ng ilaw; ang gayong mga pakikipag-ugnay ay hindi posible sa pagitan ng mga walang sukat, electrically neutral na mga particle. Ang photon ay inilarawan sa QED bilang "lakas-carrier" na butil na nagpapagitna o nagpapadala ng electromagnetic na puwersa. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa QED, hinuhulaan ng dami ng chromodynamics ang pagkakaroon ng mga partikulo ng lakas-carrier na tinatawag na mga gluons, na nagpapadala ng malakas na puwersa sa pagitan ng mga partikulo ng bagay na nagdadala ng "kulay," isang anyo ng malakas na "singil." Ang malakas na puwersa ay samakatuwid ay limitado sa epekto nito sa pag-uugali ng mga elementong subatomiko na tinatawag na mga quarks at ng mga pinagsama-samang mga particle na itinayo mula sa mga pag-iikot-tulad ng mga pamilyar na mga proton at neutron na bumubuo sa atomic nuclei, pati na rin ang mas maraming-kakaibang hindi matatag na mga particle na tinatawag na mga meson.
subatomic na butil: Quantum chromodynamics: Naglalarawan ng malakas na puwersa
Maaga pa noong 1920, nang pinangalanan ni Ernest Rutherford ang proton at tinanggap ito bilang isang pangunahing butil, malinaw na ang electromagnetic
Noong 1973, ang konsepto ng kulay bilang mapagkukunan ng isang "malakas na patlang" ay binuo sa teorya ng QCD ng mga pisika ng Europa na sina Harald Fritzsch at Heinrich Leutwyler, kasama ang pisikong Amerikanong si Murray Gell-Mann. Sa partikular, ginamit nila ang pangkalahatang teorya ng larangan na binuo noong 1950s nina Chen Ning Yang at Robert Mills, kung saan ang mga partikulo ng carrier ng isang puwersa ay maaaring mag-radiate ng karagdagang mga partikulo ng carrier. (Ito ay naiiba sa QED, kung saan ang mga photon na nagdadala ng puwersa ng electromagnetic ay hindi sumasalamin sa karagdagang mga photon.)
Sa QED ay may isang uri lamang ng singil ng kuryente, na maaaring maging positibo o negatibo - sa bisa, ito ay tumutugma sa singil at anticharge. Upang ipaliwanag ang pag-uugali ng mga pag-away sa QCD, sa kaibahan, kailangang mayroong tatlong magkakaibang uri ng singil ng kulay, ang bawat isa ay maaaring mangyari bilang kulay o anticolour. Ang tatlong uri ng singil ay tinatawag na pula, berde, at asul na pagkakatulad sa pangunahing mga kulay ng ilaw, bagaman walang koneksyon kahit anong may kulay sa karaniwang kahulugan.
Ang mga particle ng neutral na kulay ay nangyayari sa isa sa dalawang paraan. Sa mga baryon-subatomic na mga partikulo na itinayo mula sa tatlong mga pag-away, tulad ng, halimbawa, mga proton at neutron — ang tatlong mga pag-agaw ay bawat isa sa magkakaibang kulay, at ang isang halo ng tatlong kulay ay gumagawa ng isang maliit na butil na neutral. Ang mga meson, sa kabilang banda, ay itinayo mula sa mga pares ng mga pag-away at mga antigo, ang kanilang mga katapat na antimatter, at sa mga ito ng anticolour ng antiquark ay neutralisahin ang kulay ng quark, tulad ng positibo at negatibong mga singil ng kuryente na kanselahin ang bawat isa upang makagawa ng isang electrically neutral bagay.
Ang mga Quarks ay nakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng malakas na puwersa sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga particle na tinatawag na mga gluons. Sa kaibahan sa QED, kung saan ang mga photon na ipinapalit ay electrically neutral, ang mga gluons ng QCD ay nagdadala din ng mga singil sa kulay. Upang pahintulutan ang lahat ng mga posibleng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng tatlong kulay ng mga away, dapat mayroong walong gluons, na bawat isa ay sa pangkalahatan ay nagdadala ng isang halo ng isang kulay at isang anticolour ng isang iba't ibang uri.
Dahil may kulay ang mga gluon, maaari silang makihalubilo sa kanilang sarili, at ito ang gumagawa ng pag-uugali ng malakas na puwersa na subtly na naiiba sa lakas ng electromagnetic. Inilarawan ng QED ang isang puwersa na maaaring lumawak sa walang hanggan na pag-abot ng puwang, kahit na ang lakas ay nagiging mahina habang ang distansya sa pagitan ng dalawang singil na pagtaas (pagsunod sa isang kabaligtaran na batas na parisukat) Sa QCD, gayunpaman, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga gluons na pinalabas ng mga singil ng kulay ay pinipigilan ang mga singil na hindi hilahin. Sa halip, kung ang sapat na enerhiya ay namuhunan sa pagtatangka upang kumatok ng isang quark sa labas ng isang proton, halimbawa, ang resulta ay ang paglikha ng isang pares na quark-antiquark — sa madaling salita, isang meson. Ang aspetong ito ng QCD ay sumunod sa napansin na maiksing maikling katangian ng malakas na puwersa, na kung saan ay limitado sa isang distansya ng mga 10 meter15 metro, mas maikli kaysa sa diameter ng isang atomic nucleus. Ipinapaliwanag din nito ang maliwanag na pagkulong ng mga pag-away - iyon ay, na-obserbahan lamang sila sa mga pinagsama-samang estado sa mga baryon (tulad ng mga proton at neutron) at meson.
