gluonen

Gluonen zijn deeltjes die de sterke kernkracht overbrengen, de sterkste van de vier natuurkrachten. Ze houden quarks aan elkaar vast. Quarks vormen samen onder meer protonen en neutronen, de bouwstenen van atoomkernen. De naam komt van het Engelse 'glue', lijm.

Hoe werkt het?

Quarks hebben een eigenschap die kleurlading heet. Dat heeft niets met echte kleuren te maken, het is een naam voor een soort lading. Quarks wisselen voortdurend gluonen uit, en zo trekken ze elkaar aan. Je kunt het zien als twee schaatsers die een bal heen en weer gooien en daardoor aan elkaar vastzitten.

Gluonen hebben zelf ook kleurlading. Daardoor werken ze ook op elkaar in. Dat maakt de sterke kernkracht anders dan bijvoorbeeld elektriciteit, en moeilijk door te rekenen. De theorie die dit beschrijft, quantumchromodynamica, heet kortweg QCD.

Waarom het ertoe doet

Het grootste deel van de massa van een proton komt uit de energie van de gluonen en quarks in zijn binnenste. Wie gluonen begrijpt, begrijpt dus waar gewone materie z'n gewicht vandaan haalt.

OpenAI zei dat zijn interne AI-modellen drie lang openstaande vraagstukken in wiskunde, informatica en natuurkunde hebben opgelost. Eén daarvan is een wiskundig bewijs over de theorieën van de kleinste deeltjes, waaronder QCD en de theorie van Yang en Mills die beschrijft hoe gluonen onderling op elkaar inwerken (link). Dat is een deel van een beroemd wiskundig millenniumprobleem. Het gaat om een bewering van OpenAI zelf: onafhankelijke natuurkundigen onder leiding van Nobelprijswinnaar David Gross gaan het bewijs controleren.