Простейшая кварковая модель столкнулась с проблемой
нарушения принципа Паули при построении таких барионов со спином 3/2+,
как Ω
Для того, чтобы сохранить принцип Паули, необходимо было ввести
для кварков еще одну дополнительную степень свободы. Эта дискретная переменная
получила название цвета и приписывается всем кваркам. Цвет имеет 3 возможных
значения, обычно это красный (к), синий (с) и зеленый (з). Теперь волновую
функцию бозона можно представить в антисимметризованном виде, что не противоречит
принципу Паули.
Поскольку адроны бесцветны, то в них цветные кварки должны быть
скомпонованы в бесцветные состояния. Так как существуют адроны двух типов
мезоны и барионы, то возникают две «бесцветные» комбинации кварков. В первой
(мезоны) цвет кварка α компенсируется цветом антикварка
,
т. е. ароматово-цветовая структура мезонов выглядит следующим образом
Вторая «бесцветная комбинация» (барионы) получается в результате полностью антисимметричной смеси цветов. Для всех барионов это реализуется ароматово-цветовой волновой функцией вида
где каждый из цветовых индексов α, β, γ принимает значения 1, 2, 3, а εαβγ − полностью антисимметричный тензор:
ε123 = ε231 = ε312 = 1, ε213 = ε132 = ε321 = -1.
Кварки могут находиться в трёх различных цветовых состояниях независимо от их типа (аромата). Из требований цветовой симметрии SU(3) следует существование цветных калибровочных полей и их квантов – глюонов, которые могут находиться с восьми различных цветовых состояниях.
См. также