asymptotisk frihed (original) (raw)

Asymptotisk frihed er i fysikken en egenskab ved de stærke kernekræfter, som lader en kvark optræde som næsten fri i det indre af fx en proton, skønt kvarken ikke kan undslippe.

Begrebet spillede en uvurderlig rolle i identifikationen af teorien for de stærke vekselvirkninger, kvantekromodynamik, i 1973, efter at eksperimentelle målinger havde vist kvarkernes næsten frie tilstande i det indre af protonen. Beregningerne, der viste kvantekromodynamikkens asymptotiske frihed, blev foretaget af de amerikanske fysikere David Politzer, David Gross og Frank Wilczek. For dette arbejde, der etablerede teorien for de stærke vekselvirkninger på et eksakt fundament, modtog de tre forskere Nobelprisen i fysik i 2004.

Teorien forudsiger ikke blot den asymptotiske frihed af kvarker inde i fx protonen og neutronen, men alle aspekter af de stærke vekselvirkninger. Mens kvarkerne således er frie ved meget korte afstande, beskriver teorien også den meget stærke binding ved store afstande, der forudsiger, at man aldrig vil kunne isolere en enkelt kvark ved normale omstændigheder. Kun ved meget høje temperaturer (som fx ved sammensmeltning af store atomkerner) eller ved meget høje kvark-tætheder (muligvis forekommende i centrale dele af neutronstjerner) kan kvarker blive frie, selv ved store afstande. Også dette er en forudsigelse af teorien for de stærke vekselvirkninger.