글루볼 문서 원본 보기

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{{출처 필요|날짜=2013-6-9}}
'''글루볼'''({{llang|en|glueball}})은 [[양자 색역학]]이 예측하는 [[복합 입자]]이다. 양자 색역학에서는 색 전하를 가진 [[쿼크]]나 [[글루온]]이 단독으로 존재하지 못하고(쿼크의 [[색가둠]]) 쿼크 3중 상태([[중입자]])나 쿼크와 반쿼크의 결합([[중간자]])처럼 색전하 양자수의 총 합이 무색이 되는 상태에서만 존재할 수 있다. 이 때 역시 글루온들만이 여러개가 결합한 상태 또한 생각할 수 있는데, 이것을 '''글루볼'''이라고 한다.

== 이론 ==
[[색가둠]]에 따라, 낮은 에너지에서 관측 가능한 자유도는 게이지 대칭에 대하여 중성이어야 한다. SU(''N'') 게이지 대칭을 생각하자. [[글루온]] <math>A</math>는 SU(''N'')의 [[딸림표현]]으로 변환한다. 기본 (''N''차원) 표현의 지표를 <math>\psi^i</math>, 반기본 표현을 <math>\bar\psi_i</math>로 표현할 경우, 글루온은
:<math>A^i_j</math>
의 꼴의 지표를 가지게 된다.

기본 표현의 [[쿼크]] <math>\psi^i</math>와 반쿼크 <math>\bar\psi_i</math>로 이루어진 [[중간자]]의 경우,
:<math>\psi^i\bar\psi_i</math>
의 꼴이고, ''N''개의 쿼크로 이루어진 [[중입자]] 및 ''N''개의 반쿼크로 이루어진 반중입자는
:<math>\epsilon_{i_1i_2\dots i_N}\psi^{i_1}\psi^{i_2}\cdots\psi^{i_N}</math>
:<math>\epsilon^{j_1j_2\dots j_N}\bar\psi_{j_1}\bar\psi_{j_2}\cdots\bar\psi_{j_N}</math>
의 꼴이다. 마찬가지로, 두 개의 글루온으로 구성된 글루볼
:<math>A^i_jA^j_i</math>
과 ''N''개의 글루온으로 구성된 글루볼
:<math>\epsilon_{i_1i_2\dots i_N}\epsilon^{j_1j_2\dots j_N}A^{i_1}_{j_1}A^{i_2}_{j_2}\cdots A^{i_N}_{j_N}</math>
연산자를 정의할 수 있다.

다른 게이지 군 (SO(2''N''), SO(2''N''+1), USp(2''N'')에서는 다른 수의 쿼크를 가진 중입자가 존재하고, 이같은 경우 마찬가지로 다른 글루볼 연산자를 정의할 수 있다.

== 실험 ==
[[격자 게이지 이론]]에서의 수치계산에서 그 존재와 질량이 예언되고 있지만, 붕괴 과정의 계산까지는 매우 어려워서 정확한 데이터는 알려져 있지 않다. 글루볼은 [[입자 가속기]]에서의 발견이 매우 어렵다고 예상되는데, 왜냐하면 통상적인 [[중간자]] 상태와 결합하여 존재할 것으로 예측되기 때문이다. 실험으로는 f<sub>0</sub>(1500) 입자가 가장 가벼운 글루볼의 유력한 후보로 생각되기도 하지만 글루볼의 성질(붕괴 과정 등)에 관한 이론이 확실하게 존재하지 않아서 확실히 이것이 글루볼이라는 결정적인 증거는 아직 없다.

== 같이 보기 ==
* [[글루온]]
* [[양-밀스 이론]]

{{기본입자}}

{{전거 통제}}

[[분류:가설상의 합성 입자]]
[[분류:물리학의 미해결 문제]]
[[분류:양자색역학]]
[[분류:입자물리학]]
[[분류:별난 물질]]