CERN Accelerating science

in 1964 stelden twee natuurkundigen onafhankelijk het bestaan van de subatomaire deeltjes bekend als quarks voor.Natuurkundigen Murray Gell-Mann en George Zweig werkten onafhankelijk aan een theorie voor sterke interactiesymmetrie in de deeltjesfysica. Binnen dit kader stelden zij voor dat belangrijke eigenschappen van de sterk op elkaar inwerkende deeltjes – hadrons – konden worden verklaard als zij uit samenstellende deeltjes waren samengesteld.

in 1961 introduceerde Gell-Mann een symmetrieschema dat hij de achtvoudige weg noemde, gebaseerd op de wiskundige symmetrie die bekend staat als SU(3). Het schema (waarvoor hij in 1969 de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving) classificeerde de hadrons in twee hoofdgroepen, in plaats van het Periodiek Systeem classificeert de chemische elementen.Gell-Mann bouwde op dit werk voort in een nieuw model dat met succes – onder andere – de magnetische eigenschappen van protonen en neutronen kon beschrijven. Maar Gell-Mann ‘ S model vereiste het bestaan van drie nieuwe elementaire deeltjes, die hij quarks noemde.”

Gell-Mann zegt dat hij eerst met het geluid “quork” kwam, en later toevallig op de zin “Three quarks for Muster Mark” in James Joyce ‘ s Finnegans Wake. Omdat Joyce het woord vermoedelijk wilde rijmen met” Mark”, zijn mensen sindsdien verdeeld over de uitspraak.De natuurkundige George Zweig deed zijn bijdrage aan het veld toen hij een bezoeker was van CERN in een artikel van 17 januari 1964, waarin hij stelde: “zowel mesonen als baryonen zijn opgebouwd uit een verzameling van drie fundamentele deeltjes, azen genaamd.”Hoewel Zweig’ s naam voor de deeltjes niet bleef plakken, toonde hij aan dat sommige eigenschappen van hadronen konden worden verklaard door ze te behandelen als drieling van andere samenstellende deeltjes.

zowel Gell-Mann ’s quarks als Zweig’ s azen moesten elektrische ladingen hebben die gelijk waren aan 1/3 of 2/3 van die van een elektron of proton, wat suggereert dat een experimenteel onderzoek naar deze bestanddelen zou onthullen of ze al dan niet bestonden.In 1968 onthulde een reeks experimenten met elektronen-protonverstrooiing door de MIT-SLAC-samenwerking van het Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) in de VS de eerste tekenen dat nucleonen een inwendige structuur hebben. Het team vuurde elektronen af op protonen en observeerde hoe de elektronen weerkaatsten. De verstrooiingspatronen werden geà dentificeerd Als veroorzaakt door punt-als deeltjes binnen de protonen. In de daaropvolgende jaren, door deze resultaten te combineren met andere van neutrino-verstrooiing in de gargamelle bellenkamer bij CERN, werd het duidelijk dat deze bestanddelen echt ladingen van 1/3 en 2/3 hebben.

Quarks zijn nu een belangrijk onderdeel van het standaardmodel. In talrijke experimenten bij CERN, waaronder die bij de Large Hadron Collider (LHC), meten natuurkundigen de eigenschappen van Gell-Mann en Zweig ‘ s deeltjes met steeds grotere precisie.

meer over quarks

• Bekijk het technische verslag van George Zweig de geschiedenis van quarks (geregistreerd bij CERN in September 2013)