Der Hauptunterschied zwischen QED und QCD besteht darin, dass QED die Wechselwirkungen geladener Teilchen mit dem elektromagnetischen Feld beschreibt, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.
QED ist Quantenelektrodynamik, während QCD Quantenchromodynamik ist. Diese beiden Begriffe erklären das Verh alten kleiner Teilchen wie subatomarer Teilchen.
Was ist QED?
QED ist Quantenelektrodynamik. Es ist eine Theorie, die die Wechselwirkungen geladener Teilchen mit elektromagnetischen Feldern beschreibt. Beispielsweise kann es die Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie (die geladene Teilchen enthält) beschreiben. Darüber hinaus beschreibt es auch die Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen. Es handelt sich also um eine relativistische Theorie. Außerdem gilt diese Theorie als erfolgreiche physikalische Theorie, da das magnetische Moment von Teilchen, wie Myonen, mit dieser Theorie neunstellig übereinstimmt.
Grundsätzlich wirkt der Austausch von Photonen als Kraft der Wechselwirkung, da Teilchen ihre Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung ändern können, wenn sie Photonen abgeben oder absorbieren. Darüber hinaus können Photonen als freie Photonen emittiert werden, die als Licht erscheinen (oder eine andere Form von EMR – Elektromagnetische Strahlung).
Abbildung 01: QED-Elementarregeln
Die Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen erfolgen in einer Reihe von Schritten mit zunehmender Komplexität. Das bedeutet; Zuerst gibt es nur ein virtuelles (unsichtbares und nicht nachweisbares) Photon, und dann gibt es in einem Prozess zweiter Ordnung zwei Photonen, die an der Wechselwirkung beteiligt sind, und so weiter. Die Wechselwirkungen erfolgen hier über den Austausch von Photonen.
Welche QCD?
QCD ist Quantenchromodynamik. Es ist eine Theorie, die die starke Kraft beschreibt (eine natürliche, fundamentale Wechselwirkung, die zwischen subatomaren Teilchen auftritt). Die Theorie wurde als Analogie zur QED entwickelt. Laut QED treten elektromagnetische Wechselwirkungen geladener Teilchen durch Absorption oder Emission von Photonen auf, aber mit ungeladenen Teilchen ist dies nicht möglich. Laut QCD sind die Kraftträgerteilchen „Gluonen“, die eine starke Kraft zwischen Materieteilchen, Quarks genannt, übertragen können. QCD beschreibt in erster Linie die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen. Wir ordnen sowohl Quarks als auch Gluonen eine Quantenzahl namens „Farbe“zu.
In der QCD verwenden wir drei Arten von „Farben“, um das Verh alten von Quarks zu erklären: rot, grün und blau. Es gibt zwei Arten von farbneutralen Teilchen als Baryonen und Mesonen. Baryonen umfassen drei subatomare Teilchen wie Protonen und Neutronen. Diese drei Quarks haben unterschiedliche Farben und als Ergebnis einer Mischung dieser drei Farben entsteht ein neutrales Teilchen. Andererseits enth alten Mesonen Paare von Quarks und Antiquarks. Die Farbe von Antiquarks kann die Farbe von Quark neutralisieren.
Die Quarkteilchen können über die starke Kraft (durch Austausch von Gluonen) wechselwirken. Gluonen tragen auch Farben; es müssen also 8 Gluonen pro Wechselwirkung vorhanden sein, um die möglichen Wechselwirkungen zwischen den drei Quarkfarben zu ermöglichen. Da Gluonen Farben tragen, können sie miteinander interagieren (im Gegensatz dazu können Photonen in der QED nicht miteinander interagieren). Somit beschreibt es den scheinbaren Einschluss von Quarks (Quarks kommen nur in gebundenen Kompositen in Baryonen und Mesonen vor). Das ist also die Theorie hinter QCD.
Was ist der Unterschied zwischen QED und QCD?
QED steht für Quantenelektrodynamik, wobei QCD für Quantenchromodynamik steht. Der Hauptunterschied zwischen QED und QCD besteht darin, dass QED die Wechselwirkungen geladener Teilchen mit dem elektromagnetischen Feld beschreibt, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.
Die folgende Infografik zeigt weitere Vergleiche in Bezug auf den Unterschied zwischen QED und QCD im Detail.
Zusammenfassung – QED vs. QCD
QED ist Quantenelektrodynamik, wo QCD Quantenchromodynamik ist. Der Hauptunterschied zwischen QED und QCD besteht darin, dass QED die Wechselwirkungen geladener Teilchen mit dem elektromagnetischen Feld beschreibt, während QCD die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen beschreibt.
