Kromodinamika Quantum (QCD), dalam fisika, teori yang menggambarkan aksi gaya kuat. QCD dibangun dalam analogi dengan kuantum elektrodinamika (QED), teori medan kuantum dari gaya elektromagnetik. Dalam QED interaksi elektromagnetik dari partikel bermuatan dijelaskan melalui emisi dan penyerapan selanjutnya dari foton tak bermassa, paling dikenal sebagai "partikel" cahaya; interaksi seperti itu tidak mungkin terjadi antara partikel bermuatan listrik yang netral. Foton dijelaskan dalam QED sebagai partikel "pembawa gaya" yang memediasi atau mentransmisikan gaya elektromagnetik. Dengan analogi dengan QED, kromodinamik kuantum memprediksi keberadaan partikel pembawa-gaya yang disebut gluon, yang mentransmisikan gaya kuat antara partikel-partikel materi yang membawa "warna", suatu bentuk "muatan" yang kuat. Karena itu, kekuatan yang kuat terbatas pada pengaruhnya terhadap perilaku partikel subatomik elementer yang disebut quark dan partikel komposit yang dibangun dari quark — seperti proton dan neutron yang dikenal yang membentuk inti atom, serta partikel tidak stabil yang lebih eksotik yang disebut meson.
subatomic particle: Quantum chromodynamics: Menggambarkan kekuatan yang kuat
Pada awal 1920, ketika Ernest Rutherford menamai proton dan menerimanya sebagai partikel fundamental, jelas bahwa elektromagnetik
Pada tahun 1973 konsep warna sebagai sumber "medan kuat" dikembangkan menjadi teori QCD oleh fisikawan Eropa Harald Fritzsch dan Heinrich Leutwyler, bersama dengan fisikawan Amerika Murray Gell-Mann. Secara khusus, mereka menggunakan teori medan umum yang dikembangkan pada 1950-an oleh Chen Ning Yang dan Robert Mills, di mana partikel-partikel pembawa gaya dapat dengan sendirinya memancarkan partikel-partikel pembawa lebih lanjut. (Ini berbeda dari QED, di mana foton yang membawa gaya elektromagnetik tidak memancarkan foton lebih lanjut.)
Di QED hanya ada satu jenis muatan listrik, yang bisa positif atau negatif — akibatnya, ini sesuai dengan pengisian dan anti-muatan. Untuk menjelaskan perilaku quark di QCD, sebaliknya, perlu ada tiga jenis muatan warna yang berbeda, masing-masing dapat terjadi sebagai warna atau anti-warna. Tiga jenis muatan disebut merah, hijau, dan biru dalam analogi dengan warna-warna primer cahaya, meskipun tidak ada hubungan apa pun dengan warna dalam arti biasa.
Partikel-partikel warna-netral terjadi dalam satu dari dua cara. Dalam baryon — partikel subatomik yang dibangun dari tiga quark, seperti, misalnya, proton dan neutron — tiga quark masing-masing memiliki warna berbeda, dan campuran ketiga warna menghasilkan partikel yang netral. Meson, di sisi lain, dibangun dari pasangan quark dan antiquark, antimateri mereka, dan dalam hal ini anti-warna antiquark menetralkan warna quark, sama seperti muatan listrik positif dan negatif membatalkan satu sama lain untuk menghasilkan netral listrik obyek.
Quark berinteraksi melalui gaya kuat dengan menukar partikel yang disebut gluon. Berbeda dengan QED, di mana foton yang ditukar netral secara listrik, lem QCD juga membawa muatan warna. Untuk memungkinkan semua interaksi yang mungkin antara tiga warna quark, harus ada delapan gluon, yang masing-masing umumnya membawa campuran warna dan anticolour dari jenis yang berbeda.
Karena gluon membawa warna, mereka dapat berinteraksi di antara mereka sendiri, dan ini membuat perilaku gaya kuat agak berbeda dari gaya elektromagnetik. QED menggambarkan gaya yang dapat meluas melintasi ruang yang tak terbatas, meskipun gaya menjadi lebih lemah karena jarak antara dua muatan meningkat (mematuhi hukum kuadrat terbalik). Namun, dalam QCD, interaksi antara gluon yang dipancarkan oleh muatan warna mencegah agar muatan itu tidak dipisahkan. Sebagai gantinya, jika energi yang cukup diinvestasikan dalam upaya untuk menjatuhkan kuark dari proton, misalnya, hasilnya adalah penciptaan pasangan quark-antiquark — dengan kata lain, meson. Aspek QCD ini mewujudkan sifat jarak dekat yang diamati dari gaya kuat, yang terbatas pada jarak sekitar 10 −15 meter, lebih pendek dari diameter inti atom. Ini juga menjelaskan pengekangan quark yang jelas — yaitu, mereka telah diamati hanya dalam keadaan komposit terikat dalam baryon (seperti proton dan neutron) dan meson.
