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<title>Gluon</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Gluon</span></h1>
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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><table class="wikitable toptextcells float-right infobox" style="width:350px; margin-top:0px;">
<tbody><tr>
<th colspan="2" style="background:#999999; color:#FFFFFF;">
<p>Gluon (g)
</p>
</th></tr>
<tr>
<th colspan="2" style="background:#999999; color:#FFFFFF;">Klassifikation
</th></tr>
<tr>
<th colspan="2"><a href="Elementarteilchen" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</a><br><a href="Boson" title="Boson">Boson</a><br><a href="Eichboson" title="Eichboson">Eichboson</a>
</th></tr>
<tr>
<th colspan="2" style="background:#999999; color:#FFFFFF;">Eigenschaften
</th></tr>
<tr>
<td><a href="Elektrische_Ladung" title="Elektrische Ladung">elektrische Ladung</a>
</td>
<td>neutral<br>
</td></tr>
<tr>
<td><a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a>
</td>
<td>(theoretisch) 0 <a href="Kilogramm" title="Kilogramm">kg</a><br>
</td></tr>
<tr>
<td><a href="Spin" title="Spin">Spin</a><sup><a href="Parit%C3%A4t_(Physik)" title="Parität (Physik)">Parität</a></sup>
</td>
<td>1<sup>−</sup>
</td></tr>
</tbody></table>
<p>In der <a href="Teilchenphysik" title="Teilchenphysik">Teilchenphysik</a> sind die <b>Gluonen</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic">glue</span> <span lang="de" style="font-style:normal;font-weight:normal">‚kleben, Leim‘</span>) <a href="Elementarteilchen" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</a>, die indirekt für die Anziehung von <a href="Proton" title="Proton">Protonen</a> und <a href="Neutron" title="Neutron">Neutronen</a> in einem <a href="Atomkern" title="Atomkern">Atomkern</a> verantwortlich sind. Das Symbol für das Gluon ist <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mathrm {g} }">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">g</mi>
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</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {g} }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e99c21028086ec0362a58ce577385004437f43c3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:1.162ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {g} }" loading="lazy"></span>.
</p><p>Damit bilden die Gluonen die <a href="Austauschteilchen" title="Austauschteilchen">Austauschteilchen</a> der <a href="Starke_Wechselwirkung" title="Starke Wechselwirkung">starken Wechselwirkung</a>. Es gibt acht verschiedene Gluonen, die zwischen <a href="Quark_(Physik)" title="Quark (Physik)">Quarks</a> – den Bausteinen der <a href="Hadron" title="Hadron">Hadronen</a> (<a href="Baryon" title="Baryon">Baryonen</a>, z. B. Protonen und Neutronen, und <a href="Meson" title="Meson">Mesonen</a>) – ausgetauscht werden. Gluonen können aber auch direkt mit anderen Gluonen wechselwirken, so dass Teilchen existieren könnten, die nur aus Gluonen bestehen, die <a href="Glueball" title="Glueball">Glueballs</a>.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Gluonen_als_Vermittler_der_starken_Wechselwirkung">Gluonen als Vermittler der starken Wechselwirkung</h2></div>
<p>Die <a href="Quantenchromodynamik" title="Quantenchromodynamik">Quantenchromodynamik</a> (QCD) ist die heute akzeptierte Theorie zur Beschreibung der <a href="Starke_Wechselwirkung" title="Starke Wechselwirkung">Starken Wechselwirkung</a>. In ihr vermitteln Gluonen Kräfte zwischen <a href="Teilchen_(Physik)" class="mw-redirect" title="Teilchen (Physik)">Teilchen</a>, 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 <i>Selbstwechselwirkung</i>, d. h. die Wechselwirkung der die Wechselwirkung vermittelnden Teilchen miteinander, macht die mathematische Analyse der starken Wechselwirkung sehr kompliziert.
</p><p>Die von den Gluonen vermittelte Anziehung zwischen den Quarks – und daraus folgend zwischen Protonen und Neutronen – ist für die Stabilität der Atomkerne verantwortlich (Zusammenhalt der Protonen und Neutronen im Atomkern; die Protonen würden sich ansonsten aufgrund ihrer gleichen <a href="Elektrische_Ladung" title="Elektrische Ladung">elektrischen Ladung</a> abstoßen).
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Masse,_Ladung_und_Spin"><span id="Masse.2C_Ladung_und_Spin"></span>Masse, Ladung und Spin</h3></div>
<p>Gluonen sind elektrisch neutral und werden innerhalb des <a href="Standardmodell" title="Standardmodell">Standardmodells</a> als masselos angenommen, während experimentell eine Masse von einigen <a href="Elektronenvolt" title="Elektronenvolt">MeV</a> nicht ausgeschlossen werden kann. Ihr <a href="Spin" title="Spin">Spin</a> ist 1.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Farbladung">Farbladung</h3></div>
<p>Sie besitzen eine <a href="Farbladung" title="Farbladung">Farbladung</a>, die sich immer aus einer „Farbe“ und einer „Antifarbe“ zusammensetzt. Durch diese können die verschiedenen Gluonen unterschieden werden.
</p>
<dl><dt>Oktett</dt></dl>
<p>Aus <a href="Gruppentheorie" title="Gruppentheorie">gruppentheoretischen</a> Überlegungen ergeben sich die möglichen Kombinationen von Farben und Antifarben in Gluonen:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 3\otimes {\bar {3}}=8\oplus 1\,.}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mover>
<mn>3</mn>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mn>8</mn>
<mo>⊕<!-- ⊕ --></mo>
<mn>1</mn>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>.</mo>
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 3\otimes {\bar {3}}=8\oplus 1\,.}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/864a4e178d7d4f15ff470c58cec7a5193efdddf5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.505ex; width:14.463ex; height:2.676ex;" alt="{\displaystyle 3\otimes {\bar {3}}=8\oplus 1\,.}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>(In Worten: Das direkte Produkt des Farb<a href="Multiplizit%C3%A4t" title="Multiplizität">tripletts</a> mit dem Antifarb-Triplett ergibt die direkte Summe, bestehend aus Oktett und einem Singulett).
</p><p>Das Singulett ist nicht in der Lage, die Farbe eines Quarks zu ändern, da es einen total-symmetrischen Zustand darstellt. Man kann sich diesen Sachverhalt in Analogie zu <a href="Spin" title="Spin">Spinzuständen</a> vorstellen. Alle in der Natur auftretenden Gluonen tragen „Bruttofarbe“ (entspricht: der <i>Gesamtspin</i> ist von null verschieden). Darunter befinden sich zwei Gluonen (die beiden letzten in der folgenden Auflistung), die keine „Nettofarbe“ besitzen (entspricht: z-<i>Komponente</i> des Spins ist null); aber „Bruttofarbe“ besitzen auch sie. Dagegen ist das Singulett <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle (r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}}">
<semantics>
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<mi>r</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>b</mi>
<mo stretchy="false">¯<!-- ¯ --></mo>
</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mi>g</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>g</mi>
<mo stretchy="false">¯<!-- ¯ --></mo>
</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo stretchy="false">)</mo>
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<mo>/</mo>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<msqrt>
<mn>3</mn>
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle (r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4a2f3f1b9f8dfac3570c25808562592b2d93c5ae.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:18.599ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle (r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}}" loading="lazy"></span><sup id="cite_ref-Griffiths_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Griffiths-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> echt farblos (<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\hat {=}}}">
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mo>=</mo>
<mo stretchy="false">^<!-- ^ --></mo>
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</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f6cb5f72ad41af3361c41c4dca65ef8eef48da97.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.307ex; margin-bottom: -0.478ex; width:1.808ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle {\hat {=}}}" loading="lazy"></span> Gesamtspin 0) so, wie ein reeller oder komplexer Zahlenfaktor, und wenn es existierte, wäre es auf Grund seiner fehlenden Farbladung nicht durch <a href="Confinement" title="Confinement">Confinement</a> gebunden, d. h., es würde eine Komponente der starken Wechselwirkung mit unendlicher Reichweite existieren, die in der Natur jedoch nicht beobachtet wird. Aus diesem Grund ist diese Kombination nicht realisiert, und die <a href="Quantenchromodynamik" title="Quantenchromodynamik">Quantenchromodynamik</a> wird durch die <a href="Symmetriegruppe" title="Symmetriegruppe">Symmetriegruppe</a> <a href="Spezielle_unit%C3%A4re_Gruppe" title="Spezielle unitäre Gruppe"><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle SU(3)_{C}}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>S</mi>
<mi>U</mi>
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<mn>3</mn>
<msub>
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</msub>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b56e77f1aad59554b746297a3355810eca76c310.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:7.735ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle SU(3)_{C}}" loading="lazy"></span></a> beschrieben.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Während also die <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle U(3)_{C}}">
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<mi>U</mi>
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<mn>3</mn>
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<mi>C</mi>
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</msub>
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</mrow>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1338a1c3f3dd28cdbbdfee8a0b3040de4380efcf.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:6.236ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle U(3)_{C}}" loading="lazy"></span> insgesamt <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle N^{2}=3^{2}=9}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>N</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>=</mo>
<msup>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
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<mn>9</mn>
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</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle N^{2}=3^{2}=9}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f398437e55b03325e22c82b81772f0720c20959d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:12.753ex; height:2.676ex;" alt="{\displaystyle N^{2}=3^{2}=9}" loading="lazy"></span> <a href="Erzeuger_(Algebra)" class="mw-redirect" title="Erzeuger (Algebra)">Generatoren</a> hat und damit 9 <a href="Eichtheorie" title="Eichtheorie">Eichfelder</a> (Gluonen) besitzen würde, erhält man für die Gruppe <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle SU(N=3)}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>S</mi>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3ec2e087c89ccb35adc7fff0d0edc3cc7d81c3c0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:11.416ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle SU(N=3)}" loading="lazy"></span> nur <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle N^{2}-1=8}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>N</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>2</mn>
</mrow>
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<mo>−<!-- − --></mo>
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<mo>=</mo>
<mn>8</mn>
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</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle N^{2}-1=8}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e89c7f0e9f9a49011448476a7cf72ca4cbafa2d8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.505ex; width:11.441ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle N^{2}-1=8}" loading="lazy"></span> Generatoren (die <a href="Gell-Mann-Matrizen" title="Gell-Mann-Matrizen">Gell-Mann-Matrizen</a>), und es ergeben sich die üblichen acht Gluon-<a href="Wellenfunktion" title="Wellenfunktion">Wellenfunktionen</a>:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\begin{aligned}\psi _{1}&=|r{\bar {g}}\rangle \,,\quad &\psi _{2}&=|r{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{3}&=|g{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{4}&=|g{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{5}&=|b{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{6}&=|b{\bar {g}}\rangle \,,\\\psi _{7}&={\tfrac {1}{\sqrt {2}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle -|g{\bar {g}}\rangle \right)\,,\;&\psi _{8}&={\tfrac {1}{\sqrt {6}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle +|g{\bar {g}}\rangle -2|b{\bar {b}}\rangle \right)\,.\end{aligned}}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true">
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
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<mn>1</mn>
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</mtd>
<mtd>
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<mo>=</mo>
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<mover>
<mi>g</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
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<mo>,</mo>
<mspace width="1em"></mspace>
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<mtd>
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</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi></mi>
<mo>=</mo>
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<mo stretchy="false">|</mo>
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<mi>r</mi>
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<mover>
<mi>b</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
</mtd>
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<mtr>
<mtd>
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<mn>3</mn>
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</msub>
</mtd>
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<mo stretchy="false">|</mo>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>r</mi>
<mo stretchy="false">¯<!-- ¯ --></mo>
</mover>
</mrow>
</mrow>
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<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
<mspace width="1em"></mspace>
</mtd>
<mtd>
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<mn>4</mn>
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</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi></mi>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>g</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>b</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
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<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
</mtd>
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<mtr>
<mtd>
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<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
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<mtd>
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<mo>=</mo>
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<mi>b</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>r</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
<mspace width="1em"></mspace>
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<mtd>
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</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi></mi>
<mo>=</mo>
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<mi>b</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>g</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
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<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
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</msub>
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<mtd>
<mi></mi>
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<mrow>
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<mrow>
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</mrow>
<mi>r</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>r</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
<mo>−<!-- − --></mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">|</mo>
</mrow>
<mi>g</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>g</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
<mspace width="thickmathspace"></mspace>
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<mtd>
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</msub>
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<mtd>
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</mfrac>
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<mrow>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>r</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
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<mo>+</mo>
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</mrow>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi>g</mi>
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</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
<mo>−<!-- − --></mo>
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<mi>b</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mover>
<mi>b</mi>
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</mover>
</mrow>
</mrow>
<mo fence="false" stretchy="false">⟩<!-- ⟩ --></mo>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>.</mo>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\begin{aligned}\psi _{1}&=|r{\bar {g}}\rangle \,,\quad &\psi _{2}&=|r{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{3}&=|g{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{4}&=|g{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{5}&=|b{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{6}&=|b{\bar {g}}\rangle \,,\\\psi _{7}&={\tfrac {1}{\sqrt {2}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle -|g{\bar {g}}\rangle \right)\,,\;&\psi _{8}&={\tfrac {1}{\sqrt {6}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle +|g{\bar {g}}\rangle -2|b{\bar {b}}\rangle \right)\,.\end{aligned}}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ecda05ca00628ebbe3d15af5c7b6a080993bfd3f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -6.338ex; width:59.96ex; height:13.843ex;" alt="{\displaystyle {\begin{aligned}\psi _{1}&=|r{\bar {g}}\rangle \,,\quad &\psi _{2}&=|r{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{3}&=|g{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{4}&=|g{\bar {b}}\rangle \,,\\\psi _{5}&=|b{\bar {r}}\rangle \,,\quad &\psi _{6}&=|b{\bar {g}}\rangle \,,\\\psi _{7}&={\tfrac {1}{\sqrt {2}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle -|g{\bar {g}}\rangle \right)\,,\;&\psi _{8}&={\tfrac {1}{\sqrt {6}}}\left(|r{\bar {r}}\rangle +|g{\bar {g}}\rangle -2|b{\bar {b}}\rangle \right)\,.\end{aligned}}}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>Hier bedeutet beispielsweise die 1. Kombination, dass das Gluon mit einem grünen Quark reagieren kann und dessen Farbe in Rot ändert.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Die Verhältnisse sind analog zum Zweiteilchen-Spinprodukt <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \langle \psi _{i}(1)\psi _{k}(2)\rangle \,,}">
<semantics>
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</msub>
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<mo>,</mo>
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</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \langle \psi _{i}(1)\psi _{k}(2)\rangle \,,}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9f1906cb81f838db7a098cc5ce30c2702849be03.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:13.701ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \langle \psi _{i}(1)\psi _{k}(2)\rangle \,,}" loading="lazy"></span> mit <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{i}}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{i}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3e709a809cfd3cfbb647fe22c8d1f81573f4c7ae.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.313ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{i}}" loading="lazy"></span> bzw. <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{k}={\mathord {\uparrow }}}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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</msub>
<mo>=</mo>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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</mrow>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{k}={\mathord {\uparrow }}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/2f3438a95e7178ddf8082c8fa27d63d23cbe0e76.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:6.863ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{k}={\mathord {\uparrow }}}" loading="lazy"></span> oder <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\mathord {\downarrow }}\,,}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ --></mo>
</mrow>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\mathord {\downarrow }}\,,}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0753e2c44958bcdca2b7223416bebddb064f4449.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.196ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle {\mathord {\downarrow }}\,,}" loading="lazy"></span> d. h. mit zwei Basiszuständen <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi ={\mathord {\uparrow }}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↑<!-- ↑ --></mo>
</mrow>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi ={\mathord {\uparrow }}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/69aee451bd787ee97f00892363633bed41303bac.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:5.774ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi ={\mathord {\uparrow }}}" loading="lazy"></span> bzw. <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi ={\mathord {\downarrow }}\,.}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ --></mo>
</mrow>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>.</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi ={\mathord {\downarrow }}\,.}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9a96af1c9adb9466ec5126a1c00239fedddfa74f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:6.808ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi ={\mathord {\downarrow }}\,.}" loading="lazy"></span> Man kann daraus vier unabhängige <a href="Linearkombination" title="Linearkombination">Linearkombinationen</a> bilden; drei davon, <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{1}={\mathord {\uparrow }}{\mathord {\uparrow }}\,,\psi _{2}=({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow +\downarrow \uparrow )}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↑<!-- ↑ --></mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↑<!-- ↑ --></mo>
</mrow>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mo stretchy="false">(</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>1</mn>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>/</mo>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<msqrt>
<mn>2</mn>
</msqrt>
</mrow>
</mrow>
<mo stretchy="false">)</mo>
<mo stretchy="false">(</mo>
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<mo>+</mo>
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ -->↑<!-- ↑ --></mo>
<mo stretchy="false">)</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{1}={\mathord {\uparrow }}{\mathord {\uparrow }}\,,\psi _{2}=({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow +\downarrow \uparrow )}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5c4c05555a72a9c710c16573c8cebb955489fb01.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:31.868ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle \psi _{1}={\mathord {\uparrow }}{\mathord {\uparrow }}\,,\psi _{2}=({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow +\downarrow \uparrow )}" loading="lazy"></span> sowie <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{3}={\mathord {\downarrow }}{\mathord {\downarrow }}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>3</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ --></mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ --></mo>
</mrow>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{3}={\mathord {\downarrow }}{\mathord {\downarrow }}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/6ecb589dad3fb082610dc10194606b7b0698c3d2.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:7.991ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{3}={\mathord {\downarrow }}{\mathord {\downarrow }}}" loading="lazy"></span>, ergeben ein zusammengehöriges <i>Triplett</i> (Gesamtspin = Bruttospin: <i>S</i>=1; <a href="Quantenzahl#Magnetische_Quantenzahl_des_Bahndrehimpulses" title="Quantenzahl">magnetische Quantenzahl</a> (Nettospin) <i>M</i>=+1 bzw. 0 bzw. −1; eine vierte Funktion,<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle ({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow -\downarrow \uparrow )\,,}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mo stretchy="false">(</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>1</mn>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>/</mo>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<msqrt>
<mn>2</mn>
</msqrt>
</mrow>
</mrow>
<mo stretchy="false">)</mo>
<mo stretchy="false">(</mo>
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<mo>−<!-- − --></mo>
<mo stretchy="false">↓<!-- ↓ -->↑<!-- ↑ --></mo>
<mo stretchy="false">)</mo>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mo>,</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle ({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow -\downarrow \uparrow )\,,}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/571a58fc719e973172595beb5c1402fc656f35d3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:17.824ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle ({1/{\sqrt {2}}})(\uparrow \downarrow -\downarrow \uparrow )\,,}" loading="lazy"></span> gehört zum <i>Singulett</i>-Zustand (Bruttospin=Nettospin S=0). Die Zusatzkomplikation der Gluonen ist, verglichen mit dieser Analogie, dass man <i>N=3</i> anstelle von <i>N=2</i> betrachtet und dass man statt des Tripletts an Basiszuständen ein Oktett hat.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Experimenteller_Nachweis">Experimenteller Nachweis</h2></div>
<p>Erste <a href="Experiment" title="Experiment">experimentelle</a> Hinweise auf die Existenz der Gluonen gewann man 1979, als man am <a href="Deutsches_Elektronen-Synchrotron" title="Deutsches Elektronen-Synchrotron">DESY</a> in <a href="Hamburg" title="Hamburg">Hamburg</a> mit dem <a href="Teilchenbeschleuniger" title="Teilchenbeschleuniger">Beschleuniger</a> PETRA Ereignisse mit einer klaren Drei-<a href="Teilchenjet" title="Teilchenjet">Jet</a>-Struktur fand.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Den dritten Jet führte man auf die Abstrahlung eines Gluons durch eines der produzierten Quarks zurück.
</p><p>Experimente mit <a href="Tief_inelastische_Streuung" title="Tief inelastische Streuung">tief inelastischer Streuung</a> von <a href="Elektron" title="Elektron">Elektronen</a> und <a href="Myon" title="Myon">Myonen</a> an <a href="Proton" title="Proton">Protonen</a> haben gezeigt, dass nur gut die Hälfte des Impulses des Protons von Quarks (<a href="Valenzquark" class="mw-redirect" title="Valenzquark">Valenzquarks und Seequarks</a>) getragen wird, den Rest schreibt man den Gluonen zu.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Freie_Teilchen_aus_Gluonen">Freie Teilchen aus Gluonen</h2></div>
<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Glueball" title="Glueball">Glueball</a></i></div>
<p>Da Gluonen die Farbkraft nicht nur vermitteln, sondern auch selbst Farbladung tragen, wird spekuliert, dass <a href="Freies_Teilchen" title="Freies Teilchen">freie Teilchen</a> existieren könnten, die nur aus gebundenen Gluonen bestehen – „Glueballs“ oder „Gluonium“ genannt. Sie sind aber bislang nicht nachgewiesen worden.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>
<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><span class="noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Wiktionary"></span></span></span><b><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Gluon" class="extiw external" title="wikt:Gluon">Wiktionary: Gluon</a></b> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>
<ul><li><a rel="nofollow" class="external autonumber" href="https://pdg.lbl.gov/2022/listings/rpp2022-list-gluon.pdf">[1]</a> (PDF-Datei; 26 kB) in der <a rel="nofollow" class="external text" href="https://pdg.lbl.gov/2022/listings/contents_listings.html">Teilchenliste</a> der <a href="Particle_Data_Group" title="Particle Data Group">Particle Data Group</a> (PDF-Datei; 26 kB)</li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-Griffiths-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Griffiths_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">David J. Griffiths: <i>Introduction to Elementary Particles.</i> Wiley, John & Sons, New York 1987, ISBN 0-471-60386-4.</span>
</li>
<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Der Index <i>C</i> soll <i>colour</i> bedeuten (das englische Wort für Farbe).</span>
</li>
<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Eine andere Wahl der Basis findet sich in der englischen WP, ebenfalls unter '<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Gluon" class="extiw external" title="en:Gluon">Gluon</a>'.</span>
</li>
<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">John Ellis: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Those were the days: discovering the gluon</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">CERN Courier</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>49</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6</span>, 2009, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>15–18</span> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://cds.cern.ch/record/1734399">cern.ch</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Gluon&rft.atitle=Those+were+the+days%3A+discovering+the+gluon&rft.au=John+Ellis&rft.date=2009&rft.genre=journal&rft.issue=6&rft.jtitle=CERN+Courier&rft.pages=15-18&rft.volume=49" style="display:none"> </span></span>
</li>
</ol>
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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4157702-4">4157702-4</a></span> </div>
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