Techniklexikon

asymptotische Freiheit

Eigenschaft der Kopplungskonstanten nichtabelscher Eichtheorien, mit wachsender Energie, also abnehmendem Abstand, kleiner zu werden. Die Energieabhängigkeit der Kopplungs-"Konstanten" wird vom Vorzeichen der b-Funktion der Renormierungsgruppe bestimmt. Für (nichtabelsche) Yang-Mills-Theorien, wie z.B. die Quantenchromodynamik (QCD), ist das Vorzeichen der b-Funktion stets negativ, so dass die durch die Kopplungskonstante ausgedrückte Stärke der Wechselwirkung zwischen den Teilchen im asymptotischen Regime hoher Energien gegen Null geht, und aus gebundenen Teilchen freie werden. Erstmals diskutiert wurde dieses allen nichtabelschen Eichtheorien eigene Verhalten der asymptotischen Freiheit von Gross und Wilczek (1973) und Politzer (1974).

Die asymptotische Freiheit spielt im Rahmen des Standardmodells der Elementarteilchen, insbesondere in der QCD, eine grosse Rolle, da sie eine Störungsentwicklung in Potenzen der starken Kopplungskonstanten a_s oberhalb einer Energie von  rechtfertigt. Bei kleineren Energien geht , und die Störungsentwicklung verliert ihren Sinn.

Im Gegensatz dazu ist z.B. die abelsche Quantenelektrodynamik keine asymptotisch freie Theorie; die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung nimmt mit kleiner werdenden Abständen zu.