Artefakt

Kräfte die Ladung nicht auszutauschen brauchen, obgleich sie sie gebrauchen. Wenn ein Radiosignal von einem Sender zum Empfänger geht, übermittelt es keine Ladung. Statt dessen bringt es die Elektronen in der Antenne in Schwingungen, und der Empfänger verstärkt diese Schwingungen so, daß der Inhalt der Sendung herausgezogen werden kann. In der drahtlosen Sendung gibt es keine Nettoladung.
    Farbe stellt höhere Anforderungen als Ladung. Sie muß von einem Punkt zum anderen fließen, bevor die starke Kraft wirken kann. Dieser einfache Unterschied macht es möglich, freie Quarks zu sehen.
    Elektronen, die eine Ladung haben, ergeben einfache Felder. Wir können diese Feldlinien vom Elektron in ihrer sphärischen Ausbreitung zeichnen.

    Die Stärke der elektrischen Kraft ist proportional zu der Zahl dieser Linien, die eine gegebene Fläche kreuzen. Weit entfernt vom Elektron gibt es weniger Linien in einer gegebenen Nachbarschaft, also ist die Kraft schwächer. Genauso wirkt die Schwerkraft. Das erklärt, warum die nahe Erde uns weit stärker anzieht als die Sonne es tut, obwohl diese viel mehr Masse besitzt.
    Zwei benachbarte Elektronen haben Feldlinien, die sie miteinander verbinden und von einem zum anderen führen:

    Wieder bestimmt sich die Stärke der Kraft aus der Zahl der Feldlinien, die eine gegebene Fläche kreuzen.
    Betrachten wir nun zwei Quarks, Q und Q’, die Farbe, aber keine Ladung haben. Die Farbe muß stetig zwischen den Quarks fließen, wie eine Strömung. Wir können eine Analogie herstellen, indem wir sagen, daß dieser Farbfluß sich verhält wie der elektrische Strom, der Magnetfelder erzeugt. Wir können uns Drähte zwischen den beiden Quarks vorstellen, die elektrischen Strom leiten. Diese erzeugen Magnetfelder, und die Felder drücken die Drähte enger zusammen (der »Quetscheffekt« genannt.) Die Drähte drängen sich enger zusammen und ergeben eine geschlossene Gruppe von Feldlinien:

    Nun ist die Zahl der Linien, die eine gegebene Fläche kreuzen, größer als in dem elektrischen Beispiel. Tatsächlich ist die Zahl konstant, da die Linien sich entlang der Achse zwischen den Quarks zusammendrängen. Da die Zahl der Feldlinien, die eine Fläche überspannen, konstant ist, muß auch die Kraft zwischen den Quarks konstant sein, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind.
    Angenommen, wir versuchen zwei Quarks auseinanderzuziehen. Wir arbeiten angestrengt gegen die Kraft, und es wird nie leichter, weil die Kraft sich nicht verringert, so weit wir die Quarks auch voneinander entfernen. Tatsächlich ist es nicht bloß schwierig, zwei Quarks zu trennen, so daß wir sie sehen können; es ist unmöglich.
    All dieses Ziehen fügt dem System Energie hinzu, bis es schließlich genug gibt, mehr Quarks zu erzeugen – ein weiteres Q-Q’-Paar, das mir nichts dir nichts aus dem Vakuum erscheint. Dann zerbricht das Modell der Drähte, und wir haben:

    Wieder zwei Paare eng miteinander verbundener Quarks! Der Versuch, ein Q-Q’-Paar – das wirklich ein Paar ist, bestehend aus einem Quark und einem Antiquark, um es technisch auszudrücken – zu trennen, gleicht dem Versuch, einen Pol eines Magneten zu isolieren. Schlägt man eine Magnetstange entzwei, so erhält man nicht ein ›Nordende‹ und ein ›Südende‹, sondern man erhält zwei kleinere Magneten, – und jeder hat zwei Pole.
    In ähnlicher Weise erhält man durch das Auseinanderziehen von Quarks – etwa durch das Zusammenschießen eines Elektrons und eines Antielektrons, um die Folgen zu beobachten –, Quark-Antiquark-Paare. In einem derartigen Experiment sehen wir scharf gebündelte Partikelstrahlen in entgegengesetzte Richtungen auseinanderfliegen. Sie begannen als ein einziges Q-Q’-Paar, das wiederum zu einer Menge anderer Trümmer zerfiel.
    Man kann sich das elektrische Feld als einen Schwarm von ›Photonen‹ vorstellen, die eine Ladung umgeben. In ähnlicher Weise gibt es um einen Quark einen ›Gluonenschwarm‹. (›Gluon‹, weil sie in starker Wechselwirkung befindliche Objekte fest zusammenbinden; abgeleitet aus dem englischen Verb to glue = kleben: Die Terminologie der Physik ist nicht so hochgestochen, wie mancher denken mag.) Aber Gluone lassen keine Quarks frei werden, wo wir sie sehen können.
    Oder vielmehr sind sie nicht frei in einem Maßstab, den Menschen sehen können. Die starke Kraft ist so machtvoll, daß Quarks sich nicht weiter als eine unendlich geringe Distanz voneinander entfernen können.
    So