Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Κι ενώ η δεκαετία του ’50 έγερνε στη δύση της, στα εργαστήρια των φυσικών συνέβαινε κάτι προκαλούσε αμηχανία. Δεκάδες, διαφορετικά μεταξύ τους, «έσχατα» αδρόνια άφηναν τα δικά τους μηνύματα στα «Bubble Chambers» των μεγάλων εργαστηρίων. Μα ήταν άραγε δυνατόν; Τόσο πολλά; Τόσο πολλά τα στοιχειώδη σωματίδια που συγκροτούν τον Κόσμο; Είχαν πλέον ξεπεράσει τα εκατό. Είτε «βαρέων βαρών», όπως το πρωτόνιο, είτε «μεσαίων βαρών», με μάζες πιο κοντά σε κείνη του ηλεκτρονίου, τα περισσότερα από αυτά δεν ήταν παρά στιγμιαίες αναλαμπές του Πραγματικού.

Ήταν πια 1964, όταν η σκέψη του Murray Gell-Mann εκείνη του George Zweig καθώς και οι δύο, μέσα από διαφορετικά μονοπάτια, έφθαναν στην ίδια υπόθεση ότι όλα τα αδρόνια του Σύμπαντος συγκροτούνται από ελάχιστα επιτέλους (;) έσχατα σωματίδια.

Ο Murray Gell-Mann τα ονόμασε quark.

Το όνομα αιφνιδίασε. Μέχρι τότε στα αόρατα

αυτά όντα του Μικρόκοσμου είχαμε

δώσει ονόματα αντλημένα από τις δύο

μεγάλες γλωσσικές δεξαμενές ,

την ΕΛΛΗΝΙΚΗ και τη ΛΑΤΙΝΙΚΗ .

Και ιδού ο Murray Gell-Mann

της δεκαετίας του ’60 να αυθαδιάζει στην παράδοση,

να αγνοεί τις δύο μεγάλες δεξαμενές και να δανείζεται λέξη από τον James Joyce,

τον μεγαλύτερο Ιρλανδό λογοτέχνη του εικοστού αιώνα.

To 1967 η υπόθεση φάνηκε να επαληθεύεται με πειράματα σκέδασης ηλεκτρονίων σε πρωτόνια τα οποία έγιναν τόσο στον επιταχυντή του STANFORD όσο και στο εργαστήριο του ΜΙΤ

«Οι διευθύνσεις στις οποίες ανακρούστηκαν τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ έδειχναν ότι ΜΕΣΑ ΣΕ ΚΑΘΕ ΠΡΩΤΟΝΙΟ κρύβονταν τρία μικροσκοπικά κομμάτια ύλης», έγραψε αργότερα ο Richard Feynmann. Ακόμα μεγαλύτερη στήριξη πρόσφεραν τα πειράματα σκέδασης πρωτονίων – νετρίνων που έγιναν το 1973 στο CERN .

Η ιδέα των κουάρκ φαινόταν να δικαιώνεται

Τα χρόνια που ακολούθησαν, τα quark παρέμεναν τρία , όπως τα είχε προτείνει

ο Murray Gell-Mann, το up, το down, και το strange

Το 1974 έκανε την εμφάνισή του και το τέταρτο κουάρκ το charm, «το πιο γοητευτικό» απόλα.

Η εμφάνισή του συνδέθηκε με την ανακάλυψη του περίφημου σωματιδίου J/ψ

Το J/ψ θεωρήθηκε συνδυασμός ενός κουαρκ charm και του αντικουάρκ του.

Η ανακάλυψη της γοητείας ενισχύθηκε όταν το 1976 ανακαλύφθηκαν τα μεσόνια D και ερμηνεύθηκαν ως συνδυασμοί κουάρκ down και κουάρκ charm.

To 1976, πριν κάνει την εμφάνισή του το λεπτόνιο ταυ, ένα ιδαίτερα βαρύ αντίγραφο του ηλεκτρονίου ένα βουβάλι με τους λεπτούς τροπους , τα λεπτόνια ήταν ΤΕΣΣΕΡΑ, όσα και τα κουάρκ.

Η αποδοχή ενός ακόμα λεπτονίου σήμαινε ότι η συμμετρία μεταξύ λεπτονίων και κουάρκ έγινε προβληματική. Μαζί με το νετρίνο του ταυ τα λεπτόνια έγιναν έξι

6 ΛΕΠΤΟΝΙΑ και 4 ΚΟΥΑΡΚ ήταν ανεπίτρεπτο

Δύο ακόμα ΚΟΥΑΡΚ έπρεπε να υπάρχουν στο Σύμπαν χωρίς ποτέ οι άνθρωποι να τα έχουν εντοπίσει.

Και το πρώτο «συνελήφθη» στο FERMILAB σχετικά γρήγορα, ήταν έτος 1977 όταν ο Leon Lederman έκανε την ανακοίνωση για το b quark – το bottom - με μάζα πέντε φορές περίπου μεγαλύτερη από εκείνη του πρωτονίου.

18 χρόνια αργότερα μια ομάδα φυσικών – και πάλι στο FERMILAB – ανακάλυψε και το έκτο κουάρκ, τo « φάλαινα» top.

H εκπληκτικά μεγάλη μάζα του βρισκόταν σε συμφωνία με τη θεωρία.

Η Συμμετρία είχε αποκατασταθεί . 6 ΛΕΠΤΟΝΙΑ και 6 ΚΟΥΑΡΚ.

Κάθε κουάρκ ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΟΝΟ ως ΣΥΝΥΠΑΡΞΗ με άλλο κουάρκ.

Ενώ τα ΛΕΠΤΟΝΙΑ μπορούν να αλητεύουν οπουδήποτε, για τα ΚΟΥΑΡΚ απαγορεύεται η μοναξιά

Ta quark δεν κυκλοφορούν μόνα τους. Οι φυσικοί ξέρουν πως, ότι και να κάνουν, σε κανένα μονοπάτι του Σύμπαντος δεν θα συναντήσουν κάποιο μοναχικό κουάρκ.

Και λένε ότι «δεν μπορεί να υπάρχει μόνο του διότι έχει ΧΡΩΜΑ»

ΧΡΩΜΑ !!!!.

Τα κουάρκ χρωματιστά ;

Μα στον Μικρόκοσμο

υπάρχουν χρώματα ;

Το ΧΡΩΜΑ ενός κουάρκ είναι μία έννοια που δεν έχει σχέση με τα χρώματα που δίνει στα πράγματα το φως,

Η έννοια ΧΡΩΜΑ είναι μια ΙΔΙΟΤΗΤΑ – όπως το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ - την οποία αποδίδουν οι φυσικοί σε κάθε κουάρκ.

Και όπως υπάρχουν μόνο δύο τύποι φορτίου, - θετικό και αρνητικό - τα χρώματα, στον κόσμο των κουάρκ, είναι μόνο τρία .

Το 1964, ο Greenberg του Maryland University επεσήμανε ότι η σύνθεση ορισμένων σωματιδίων από κουάρκ, με χαρακτηριστικό παράδειγμα το Ω- ( sss ) , παραβίαζε την Απαγορευτική Αρχή του Pauli, εφόσον όλα τα κουάρκ s εθεωρούντο ταυτόσημα.

Την επόμενη χρονιά ο Yoichiro Nambu, υποστήριξε ότι τα κουάρκ – εκτός από κλασματικό ηλεκτρικό φορτίο - έχουν και χρώμα και ότι κάθε «γεύση» κουάρκ ( η up, η down, η strange ) απαντούσε σε τρία χρώματα , κόκκινο, πράσινο και μπλε.

Η ΙΣΧΥΡΗ Αλληλεπιδραση μεταξύ των κουαρκ λειτουργεί με μεσολαβητή ένα σωματίδιο gluon,

ελληνικά γλουόνιο ή γλοιόνιο .

Κάθε κουάρκ μπορεί να αλλάξει χρώμα καθώς αλληλεπιδρά με ένα άλλο κουάρκ με μεσολαβητή

ένα γλουόνιο

Στα δρομάκια του Σύμπαντος «ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η κυκλοφορία» σε όλους τους «έγχρωμους».

Ένα κόκκινο, ένα μπλε κι ένα πράσινο κουάρκ μπορούν να συνδυαστούν και να δώσουν ένα ΠΡΩΤΟΝΙΟ που θα είναι άχρωμο και θα μπορεί να περιφέρεται μόνο του . Δύο up, το ένα πράσινο το άλλο μπλε και ένα down κόκκινο . Το ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ είναι άχρωμο ΠΡΩΤΟΝΙΟ. Η κυκλοφορία επιτρέπεται

Μολονότι απομονωμένα κουάρκ δεν μπορούν να υπάρξουν, στην εποχή μας βρίσκεται σε εξέλιξη σημαντική έρευνα προκειμένου να εμφανιστεί έστω και για ένα κλάσμα δευτερολέπτου το λεγόμενο ΠΛΑΣΜΑ ΓΛΟΥΟΝΙΩΝ ΚΑΙ ΚΟΥΑΡΚ

Το ΠΛΑΣΜΑ μπορεί να δημιουργηθεί όταν δύο βαρείς ατομικοί πυρήνες ΘΡΥΜΜΑΤΙΣΤΟΥΝ σε πολύ υψηλές ενέργειες. Για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου τα όρια μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων μέσα στους πυρήνες εξαφανίζονται και μένει μια ΣΟΥΠΑ από γλουόνια και ελεύθερα κουάρκ που «παγώνουν» γρήγορα δίνοντας αδρόνια.