5. Miksi tavallinen massa syntyy pääosin QCD:stä
Kvarkit, gluonit ja energia #
QCD kuvaa kvarkkien ja gluonien värivuorovaikutusta. Gluonit kantavat itse värivarausta ja vuorovaikuttavat keskenään. Protonin energiaan sisältyvät kvarkkien liike, gluonikentät ja vuorovaikutukset; valenssimerkintä uud ei ole massabudjetti.
Kytkennän mittakaavariippuvuus #
Suurella liikemääräsiirrolla yksisilmukkainen approksimaatio on
nf on aktiivisten kvarkkimakujen määrä. Kaava edellyttää perturbatiivista aluetta ja samaa määriteltyä renormalisointikonventiota; sitä ei sovelleta lähelle nimittäjän nollaa. Kytkentä pienenee suurilla Q-arvoilla: tätä kutsutaan asymptoottiseksi vapaudeksi.
Pienillä energioilla tarvitaan esimerkiksi hila-QCD:tä. Konfinementti tarkoittaa, ettei asymptoottisina tiloina havaita vapaita värillisiä kvarkkeja. Se ei johdu pelkästä puuttuvasta väriparista. Kiraalisen symmetrian rikkoutuminen on siihen liittyvä mutta eri ilmiö.
Renormalisointi tuo teoriaan mittakaavan eli dimensionaalisen transmutaation. Nukleonin massan jako kvarkki- ja gluonikomponentteihin riippuu operaattoreista, mittakaavasta ja renormalisointiskeemasta. Universaali tarkka ”99 prosentin” piirakkakaavio on siksi harhaanjohtava.