Quarks und Gluonen sind Teilchen, welche Farbladung tragen. Genau gleich, wie elektrisch geladene Teilchen durch Photonenaustausch elektromagnetische Kräfte aufeinander ausüben, tauschen "farbige" Teilchen Gluonen miteinander aus, wenn sie durch die starke Kraft wechselwirken. Wenn zwei Quarks nahe beieinander sind, dann tauschen sie Gluonen aus und erzeugen ein äusserst starkes Farb-Kraftfeld, welches die Quarks aneinander bindet. Dieses Kraftfeld verstärkt sich, wenn sich die Quarks voneinander entfernen. Wenn Quarks untereinander Gluonen austauschen, so ändern sie ständig ihre Farbe.

Wie funktioniert die Farbladung?

Es gibt drei Farbladungen und drei entsprechende Antifarben (Komplementärfarben). Jedes Quark trägt eine der drei Farbladungen und jedes Antiquark eine der drei Antifarben. Genau gleich wie eine Farbmischung aus rotem, grünem und blauem Licht zu weissem Licht führt, so ist ein Baryon, welches aus einem "roten," "grünen" und "blauen" Quark besteht, farbneutral. Ein Antibaryon mit einer Kombination aus "antirot," "antigrün" and "antiblau" ist ebenfalls farbneutral. Mesonen sind farbneutral weil sie Kombinationen aus Farbe (z.B."rot") und Antifarbe ("antirot") darstellen.

Der Farbwechsel eines Quarks bei der Emission oder Absorption eines Gluons kann - weil die Farbladung erhalten bleiben muss - mit der Vorstellung, dass Gluonen gleichzeitig Farbe und Antifarbe tragen, erklärt werden. Weil insgesamt neun verschiedene Kombinationen aus Farbe und Antifarbe möglich sind, so erwarten wir, dass es neun verschiedene Gluonarten gibt. Doch die Mathematik sagt uns, dass nur acht Kombinationen gebraucht werden. Für diese Aussage gibt es leider keine intuitive Erklärung.

Wichtiger Hinweis:

"Farbladung" hat nichts mit sichtbarer Farbe zu tun. Es ist bloss eine bequeme Nomenklatur für ein mathematisches Schema, das die Physiker brauchen, um ihre Beobachtungen von Verhalten der Quarks in Hadronen zu verstehen.