CERN accelererende videnskab
i 1964 foreslog to fysikere uafhængigt eksistensen af de subatomære partikler kendt som kvarker.
fysikerne Murray Gell-Mann og George Vvig arbejdede selvstændigt på en teori for stærk interaktionssymmetri i partikelfysik. Inden for denne ramme foreslog de, at vigtige egenskaber ved de stærkt interagerende partikler – hadroner – kunne forklares, hvis de bestod af bestanddele.
i 1961 Gell-Mann havde indført en symmetri ordning han kaldte ottefoldige måde, som var baseret på den matematiske symmetri kendt som SU(3). Ordningen (som han modtog Nobelprisen i fysik i 1969) klassificerede hadronerne i to hovedgrupper, snarere som det periodiske system klassificerer de kemiske elementer.
Gell-Mann byggede på dette arbejde i en ny model, der med succes kunne beskrive – blandt andet – de magnetiske egenskaber ved protoner og neutroner. Men Gell-manns model krævede eksistensen af tre nye elementære partikler, som han kaldte “kvarker.”
Gell-Mann siger, at han først kom op med lyden” kvork “og senere chanced på sætningen” tre kvarker til Muster Mark “i James Joyce’ s Finnegans vågne. Da Joyce formodentlig havde til hensigt, at ordet skulle rimme med “Mark”, er folk blevet delt på udtalen lige siden.
fysiker George gav sit bidrag til marken, mens han var besøgende på CERN i et papir dateret 17.januar 1964, hvor han foreslog: “både mesoner og baryoner er konstrueret af et sæt af tre grundlæggende partikler kaldet esser.”Selvom hans navn på partiklerne ikke stak fast, viste han, at nogle egenskaber ved hadroner kunne forklares ved at behandle dem som tripletter af andre bestanddele.
både Gell-manns kvarker og ESS måtte have elektriske ladninger svarende til 1/3 eller 2/3 af en elektron eller proton, hvilket tyder på, at en eksperimentel søgning efter disse bestanddele ville afsløre, om de eksisterede eller ej.
i 1968 afslørede en række elektron-protonspredningseksperimenter fra mit-SLAC-samarbejdet ved Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) i USA de første tegn på, at nukleoner har en indre struktur. Holdet fyrede elektroner mod protoner og observerede, hvordan elektronerne sprang af. Spredningsmønstrene blev identificeret som værende forårsaget af punktlignende partikler inde i protonerne. I de efterfølgende år blev det klart, at disse bestanddele virkelig har afgifter på 1/3 og 2/3 ved at kombinere disse resultater med andre fra neutrino-spredning i Gargamelle-boblekammeret ved CERN.
kvarker er nu en vigtig del af standardmodellen. I adskillige eksperimenter ved CERN, herunder dem ved Large Hadron Collider (LHC), måler fysikere egenskaberne af Gell-Mann og Vejigs partikler med stadig større præcision.
mere om kvarker
- se George Vevigs tekniske konto kvarkernes historie (optaget på CERN i September 2013)