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쿼크의 구속

색 전하로 된 입자들은 개별적으로 발견되지 않는다. 그래서 색 전하를 가지는 쿼크는 다른 쿼크들과 함께 묶음(하드론 등)으로 구속(confined)된다. 이렇게 합쳐진 결과물은 언제나 색 중성을 띤다.

표준 모형(The Standard Model)의 강한 상호작용(강력)에 대한 이론은 쿼크들이 결합할 때 바리온(3개의 쿼크)과 메존(쿼크와 안티쿼크)로만 이루어지고, 그 외의 구성(예를들면 네 개의 쿼크)으로는 결합될 수 없다는 것을 보여준다. 이제, 우리는 바리온(3개의 다른 색)과 메존(한개의 색과 그 반대색)만이 색 중성을 띤다는 것을 이해할 수 있다. 색 중성을 띤 상태로 결합할 수 없는 ud 혹은 uddd와 같은 입자들은 절대 관측할 수가 없다.

색력장(Color-Force Field)

주어진 하드론에서 쿼크들은 미친듯이(madly) 서로 글루온들을 교환한다. 그래서 물리학자들은 글루온으로 구성되어, 쿼크들을 한데 묶어주는 색력장(color force field)에 대해 이야기한다.

만약 주어진 하드론에서 쿼크 중 하나를 잡아당기면, 색력장(color-force field)은 쿼크와 이웃하는 쿼크 사이에서 "늘어나게"된다. 쿼크를 더 멀리 잡아 당길 수록 에너지는 더 많이 색력장(color-force field)에 더해진고, 어느 시점에서 색력장(color-force field)을 늘리기보다 뚝하고 끊고(snap) 새 쿼크-반쿼크 쌍을 만드는 것이 에너지적으로 더 낮은 순간이 온다. 이 과정에서 색력장(color-force field)의 에너지가 새로 만들어진 쿼크와 반쿼크의 질량으로 변환되면서 총 에너지는 보존되어진다 그리고 눌어났던 색력장(color-force field)은 다시 느슨한 상태로 돌아간다.

쿼크는 개별적으로 발견될 수 없다. 왜냐하면 쿼크를 잡아당길 때 색력(color force)이 증가하기 때문이다.