Kvantti-väri-dynamiikka

Eli ns. vahva vuorovaikutus.
Standardimallin mukaisesti on olemassa 6 kvarkkia ( ja niiden antikvarkit).
Vuorovaikutus on hieman samaan tapaan, kuin elektrodynamiikassa, eli vaihtamalla hiukkasia - ns. mitta-bosoneja (fotoni). Mutta toisin kuin elektrodynamiikassa, väri-dynamiikassa varauksia on kolme yhden sijasta.
Yleensä näitä varauksia kutsutaan nimillä red, green ja blue, ryhyesti r, g ja b.

Mitkä ovat mahdolliset reaktiot? Sellaiset joissa tuo värivaraus säilyy, analogisesti sähkövarauksen säilymislain kanssa. Mutta säännöt ovat hieman toisenlaiset, koska varaus-tyyppejä on kolme.
Yksi yleinen esimerkki on neutronin hajoaminen. Neutroni koostuu kolmesta kvarkista: ddu, eli 2 down kvarkkia ja yksi up kvarkki. (down ja up ovat vain nimiä, kuten neutroni ja protoni).
Vuorovaikutus tapahtuu esim. siten, että up kvarkki vaihtaa väriä: jos sillä oli aluksi esim. red-varaus, se muuttuu green varaukseksi. Mutta värivarauksen-säilyminen tarkoittaa sitä, että sen on "sylkäistävä" tuo red muualle, jotta se voi ottaa green varauksen. Tuo "sylkäisy" on gluoni, jolla on red varaus, mutta myös anti-green varaus, koska kvarkin lopullinen varaus oli green ja varauksen on säilyttävä!

Hankalalta kuullostava asia siis lyhyesti: Neutroni (ddu) hajoaa protoniksi (uud), emittoimalla gluonin. Itseasiassa vapaa neutroni hajoaa tällätavoin luonnossa lähes välittömästi, siksi luonnossa ei ole vapaita neutroneja.