Het belangrijkste verschil tussen QED en QCD is dat QED de interacties van geladen deeltjes met het elektromagnetische veld beschrijft, terwijl QCD de interacties tussen quarks en gluonen beschrijft.
QED is kwantumelektrodynamica, terwijl QCD kwantumchromodynamica is. Beide termen verklaren het gedrag van deeltjes op kleine schaal, zoals subatomaire deeltjes.
Wat is QED?
QED is kwantumelektrodynamica. Het is een theorie die de interacties van geladen deeltjes met elektromagnetische velden beschrijft. Het kan bijvoorbeeld de interacties tussen licht en materie (die geladen deeltjes heeft) beschrijven. Bovendien beschrijft het ook de interacties tussen geladen deeltjes. Het is dus een relativistische theorie. Bovendien wordt deze theorie als een succesvolle natuurkundige theorie beschouwd, aangezien het magnetische moment van deeltjes, zoals muonen, tot negen cijfers met deze theorie overeenkomt.
Kortom, de uitwisseling van fotonen fungeert als de kracht van de interactie, omdat deeltjes hun snelheid en bewegingsrichting kunnen veranderen wanneer ze fotonen vrijgeven of absorberen. Bovendien kunnen fotonen worden uitgezonden als vrije fotonen die verschijnen als licht (of een andere vorm van EMR – Elektromagnetische straling).
Figuur 01: QED elementaire regels
De interacties tussen geladen deeltjes vinden plaats in een reeks stappen met toenemende complexiteit. Dat betekent; ten eerste is er slechts één virtueel (ongezien en niet-detecteerbaar) foton, en vervolgens zijn er in een tweede-ordeproces twee fotonen die bij de interactie betrokken zijn, enzovoort. Hier vinden de interacties plaats via uitwisseling van fotonen.
Welke QCD?
QCD is kwantumchromodynamica. Het is een theorie die de sterke kracht beschrijft (een natuurlijke, fundamentele interactie die optreedt tussen subatomaire deeltjes). De theorie is ontwikkeld als een analogie voor QED. Volgens QED vinden elektromagnetische interacties van geladen deeltjes plaats via absorptie of emissie van fotonen, maar met ongeladen deeltjes is dat niet mogelijk. Volgens QCD zijn de krachtdragerdeeltjes "gluonen", die een sterke kracht kunnen overbrengen tussen materiedeeltjes die quarks worden genoemd. In de eerste plaats beschrijft QCD de interacties tussen quarks en gluonen. We kennen zowel quarks als gluonen toe met een kwantumgetal genaamd "kleur".
In QCD gebruiken we drie soorten 'kleuren' om het gedrag van quarks te verklaren: rood, groen en blauw. Er zijn twee soorten kleurneutrale deeltjes als baryonen en mesonen. Baryonen omvatten drie subatomaire deeltjes zoals protonen en neutronen. Deze drie quarks hebben verschillende kleuren en door een mengsel van deze drie kleuren ontstaat een neutraal deeltje. Aan de andere kant bevatten mesonen paren quarks en antiquarks. De kleur van antiquarks kan de kleur van quark neutraliseren.
De quarkdeeltjes kunnen interageren via de sterke kracht (door gluonen uit te wisselen). Gluonen dragen ook kleuren; er moeten dus 8 gluonen per interactie zijn om de mogelijke interacties tussen de drie kleuren van quark mogelijk te maken. Omdat gluonen kleuren dragen, kunnen ze met elkaar interageren (fotonen in QED daarentegen kunnen niet met elkaar interageren). Het beschrijft dus de schijnbare opsluiting van quarks (quarks worden alleen gevonden in gebonden composieten in baryonen en mesonen). Dit is dus de theorie achter QCD.
Wat is het verschil tussen QED en QCD?
QED staat voor kwantumelektrodynamica, waarbij QCD staat voor kwantumchromodynamica. Het belangrijkste verschil tussen QED en QCD is dat QED de interacties van geladen deeltjes met het elektromagnetische veld beschrijft, terwijl QCD de interacties tussen quarks en gluonen beschrijft.
De volgende infographic presenteert meer vergelijkingen met betrekking tot het verschil tussen QED en QCD in meer details.
Samenvatting – QED vs QCD
QED is kwantumelektrodynamica, waar QCD kwantumchromodynamica is. Het belangrijkste verschil tussen QED en QCD is dat QED de interacties van geladen deeltjes met het elektromagnetische veld beschrijft, terwijl QCD de interacties tussen quarks en gluonen beschrijft.
