Fig. 1.7. Kvarkmodellen
Det stora antal hadroner som observerats leder till en gissning att de knappast kan vara elementära. Redan under 1960-talet fick man klart för sig att hadronernas masstabeller uppvisade stora likheter med atom- och kärnspektra. Man talar därför också om hadronspektroskopi. Den nuvarande bild vi har av hadronerna beskriver dem som uppbyggda av kvarkar som är bundna till varandra och växelverkar med varandra via utbyte av gluoner (=klisterpartiklar) analogt med hur elektronen och vätekärnan, protonen, växelverkar med varandra via utbyte av fotoner.
Kvarkarna är fermioner medan gluonerna är bosoner.
Fig. 1.7. Kvarkmodellen
Kvarkarna förekommer i vad vi tror sex olika slag, kallade aromer. Dessa återfinns i fig. 1.8. De är som synes ordnade parvis och har laddningar som är tredjedelar av elektronladdningen. De har dessutom ett ytterligare nytt kvanttal kallat färg, som kan anta tre olika värden: rött, blått och grönt.
Fig. 1.8. De sex kvarkaromerna.
Ovanstående modell av hadronerna kallas kvarkmodellen. I ljuset av kvarkmodellen kan vi idag gissa att en stor del av de data som insamlats för hadronerna inte är särskilt relevant för vår förståelse av deras kvarkstruktur. Än så länge är emellertid hadron-hadronreaktioner den enda möjlighet vi har att studera kvark-kvarkspridning.
I kvarkmodellen uppfattar vi hadron-hadronspridning som spridning av bundna tillstånd mot varandra. Detta motiverar att man studerar spridningsfenomen utifrån generella kvantmekaniska principer, utan att in på den komplicerade och i alla sina detaljer ännu ofullständigt kända dynamiken. Denna formalism för spridning kallas S-matrisformalismen och visar hur man kan beskriva sönderfallssannolikheter och spridningstvärsnitt uttryckta i övergångsamplituderna mellan asymptotiskt fria, bundna eller elementära, tillstånd. Att ur den mera fundamentala kvarkmodellen beräkna övergångsamplituderna kan sedan betraktas som ett problem för sig.
Vidare till