In m’n bericht over die 61 Nobelprijswinnaars meldde ik dat twee van die winnaars betrokken waren bij het ontwikkelen van het concept van de asymptotische vrijheid, daarbij aankondigend dat ik dat nog een keertje zou uitleggen. Nou bij deze dan. We hebben het in feite over de wereld van het hele kleine, van de quarks en de gluonen, de deeltjes die de bouwstenen zijn van de protonen, neutronen en andere materiedeeltjes. Quarks zijn daarbij de èchte bouwstenen van de protonen en neutronen en gluonen zijn de overbrengers van de sterke wisselwerking, één van de vier natuurkrachten¹. Die asymptotische vrijheid houdt dat de interactie tussen quarks en gluonen zeer zwak is bij hoge energieën, hetgeen voor het eerst in het begin van de jaren zeventig werd ontdekt door David Politzer, Frank Wilczek en David Gross, die daar in 2004 de Nobelprijs voor kregen. Hogere energieën betekent dat de quarks en gluonen dichter op elkaar zitten en dat geeft hun de gelegenheid zich vrijelijk rond te bewegen. Let wel: binnen het ‘confinement’, het figuurlijke omhulsel van de protonen en neutronen. En met dat confinement zijn we gelijk bij het tegenovergestelde van de asymptotische vrijheid, namelijk dat quarks en gluonen nooit los in de natuur voor kunnen komen. Ze zijn altijd aan elkaar gebonden. In de afbeelding zie je bijvoorbeeld twee ‘op-quarks’ en één ‘neer-quark’, tesamen een proton vormend. Daartussen vliegen de gluonen heen en weer. Ik heb ooit eens horen zeggen dat natuurkundigen die confinement Infrarood Slavernij noemen, maar vreemdgenoeg kom ik die term nergens op Wikipedia tegen. Een zoektocht op Google naar infrared slavery bracht mij 157.000 resultaten op, dus het zal niet ergens uit m’n duim gekomen zijn. Afijn, tegenwoordig noemt men het officiëel color confinement.

Noot:

1. Naast de electromagnetische wisselwerking, de zwakke wisselwerking en de gravitatiekracht. [↩]