膠子是傳遞夸克(Quark)之間強相互作用的粒子（規範玻色子）。共8種 ，靜質量為0，自旋為1，具有色荷(Color Charge)。帶電粒子間的電磁相互作用是通過交換光子而實現的；與此類比，具有色荷的夸克之間的強相互作用是通過交換膠子而實現的，所不同的是，光子不帶電荷，光子本身不能放出或吸收光子；膠子具有色荷 ，膠子之間也有強相互作用，膠子本身可放出或吸收膠子。實驗上還未發現自由狀態的膠子，但1968年電子對質子的深度非彈性散射實驗中，顯示質子中有著點狀結構，質子的能量只有一半由帶電的點狀物質所攜帶，另一半則由中性的無電磁作用的組分所攜帶。按照夸克模型及量子色動力學，這帶電的點狀結構是夸克，中性的組分就是膠子，實驗結果提供了可能存在膠子的跡象。1979年在高能正負電子對撞實驗中發現三噴注現象，進一步顯示了膠子的存在。
基本介紹
膠子的一般性質,膠子與色禁閉現象,膠球,膠子存在的實驗證據：,
膠子的一般性質
Gluon描述夸克及膠子間強相互作用的理論叫量子色動力學（QCD）。量子色動力學告訴我們，夸克之間發生強相互作用通過交換膠子實現，而當兩個夸克交換膠子時，它們自身攜帶的顏色也會同時改變。因膠子本身帶色荷，所以膠子除了傳遞強相互作用之外，膠子與膠子之間也會有強相互作用，這一點不同於傳遞電磁相互作用的光子，光子由於不帶電荷，所以光子與其自身並沒有相互作用。膠子具有自相互作用這一性質使得物理學家對強核力的數學分析變得十分複雜和困難。
在量子色動力學中，夸克具有三種不同的色荷，通常稱為：紅色、藍色與綠色；反夸克具有三種不同的反色荷：反紅色、反藍色與反綠色。以數學上群論的觀點看，量子色動力學作為一個規範理論，其對應的規範群是特殊么正群SU(3）。夸克作為SU(3）群的基礎表示引入，所以攜帶三種不同的色荷；而膠子則屬於SU(3）群的伴隨表示，其維度為8，所以我們說膠子共有8種。通俗地講，我們可以認為膠子同時具有色荷與反色荷，三種色荷與三種反色荷組合共有九種可能，即
紅-反紅 | 紅-反藍 | 紅-反綠 |
藍-反紅 | 藍-反藍 | 藍-反綠 |
綠-反紅 | 綠-反藍 | 綠-反綠 |
膠子與色禁閉現象
膠子本身帶有色荷而產生強相互作用。膠子間自相互作用使得色場可以形成弦狀體，通常稱為“通量管”（flux tube）。通量管兩端連線著夸克。像彈簧一樣，當通量管被拉長時，需要耗費能量，且隨著通量管的長度增加能量成線性增長。夸克正是通過這種機制被囚禁於強子內部。當通量管被拉到足夠長時，通量管會斷裂，並在斷裂處產生一對新的正反夸克，與原有的夸克配對分別形成強子態，這樣形成的粒子仍然是無色的。
膠球
膠球是純粹由膠子組成的強子束縛態。膠球在理論上之所以能存在是由於膠子之間存在強相互作用。要注意的是，與介子、重子等其他已知的強子態一樣，膠球本身也不帶色，即色中性。目前理論上有許多可能的膠球態，但都還未被實驗確證。
膠子存在的實驗證據：
實驗上，夸克與膠子的信號往往藉助於其碎裂成更多的夸克膠子得以顯現。這些碎裂出的夸克膠子會經過強子化過程變為實驗上通常看到的無色的強子態。在1978年的一個夏季會議上，德國正負電子對撞機與儲存環DORIS（DESY）的PLUTO 探測器實驗聲稱發現了第一個膠子存在的證據，他們發現一具有非常狹窄共振峰Y(9.46)的強子型衰變過程，可以被解釋為由三膠子產生的三噴注現象（three-jet event）。包括此實驗在內的後續實驗分析確證了以上觀測的確是由三膠子產生的三噴注事件，並且證實了膠子自旋為1的屬性。
三噴注示意圖1979年夏季，DESY的PETRA實驗也觀測到一個三噴注現象，現在被解釋為正反夸克膠子的韌致輻射。後續的TASSO，MARK-J，PLUTO等實驗陸續證實了此觀測。
另外，在1996至2007年間，H1與ZEUS探測器實驗對質子中膠子的數分布和動量分布進行了測量。HERMES以及HERA實驗研究了膠子組份對質子自旋的貢獻。
夸克迄今為止，實驗上並沒有發現自由的夸克粒子。現代的觀點認為色自由度在通常情況下被禁閉起來（色禁閉），所以自由的夸克由於攜帶色荷不能單獨存在，而是受色量子數和味道量子數的約束從而配對成無色的強子態，這被稱為夸克禁閉現象。然而，在Fermilab實驗中已經顯示出單一頂夸克產生的跡象（實際上仍然是配對產生，不過其中正反夸克具有不同的味道數）。目前為止，實驗上還未確證膠球的存在。
