Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

ο Μάρεη Γκέλ-Μαν και ο Ρίτσαρντ Φάινμαν

Τα παιδιά της Νέας Υόρκης. Όπως ο Ρόμπερτ Οππενχάιμερ, ο Ρίτσαρντ Φάινμαν, ο Τζούλιους Σβίνγκερ και ο Στίβεν Γουάινμπεργκ, ο Μάρεη Γκέλ-Μαν είναι κι αυτός γεννημένος στη Νέα Υόρκη. Γεννήθηκε το 1929 στο Μανχάταν. Είναι συνομίληκος με τον Πήτερ Χιγγς Higgs, με τον Κλιντ Ίστγουντ και με τον Σων Κόνερι

Τόσο πολλά είναι τα στοιχειώδη σωματίδια;

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.

Η αμηχανία των θεωρητικών είχε πάρει τον ανήφορο. Είχαν αρχίσει να χάνουν τον έλεγχο. Μα ήταν άραγε δυνατόν; Τόσο πολλά; Τόσο πολλά τα στοιχειώδη σωματίδια που συγκροτούν τον Κόσμο; Είχαν πλέον ξεπεράσει τα εκατό. Είτε «βαρέων βαρών», έτσι που να θυμίζουν πρωτόνιο, είτε «μεσαίων βαρών», με μάζες πιο κοντά σε κείνη του ηλεκτρονίου, τα περισσότερα από αυτά δεν ήταν παρά στιγμιαίες αναλαμπές του Πραγματικού. Έρχονταν στον κόσμο με σαφές πεπρωμένο να ζήσουν για ελάχιστα μόνο κλάσματα του δευτερολέπτου.

Πίσω από τη φαινομενικά πληθωρική επιδερμίδα της Πραγματικότητας έπρεπε να κρύβεται κάτι πιο απλό. Τα δεκάδες διαφορετικά μεταξύ τους «έσχατα» αδρόνια ίσως δεν ήταν έσχατα αλλά φτιαγμένα από πολύ λιγότερα στοιχειώδη σωματίδια

Η σκέψη του Murray Gell-Mann

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 κόσμου 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.

Ο Joyce υπήρξε πατέρας δεκάδων λέξεων οι περισσότερες από τις οποίες εξακολουθούν να απουσιάζουν από τα συνήθη λεξικά.

Μία από αυτές, η παράξενη λέξη quark, «συναντήθηκε» με τον Gell-mann όταν εκείνος διάβαζε το Finnegan’s Wake, νουβέλα στην οποία ο Joyce τράβηξε μέχρι τις έσχατες συνέπειες τις γλωσσικές αναζητήσεις του. Η καριέρα της λέξης quark ήταν βέβαια απρόβλεπτη. Θα γινόταν όνομα του έσχατου σωματιδίου, του άτμητου όντος το οποίο, όμως, μόνο του, δεν θα το συναντήσουμε ποτέ.

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 . Ο καινούργιος τότε θάλαμος φυσαλίδων, η Gargamelle, πρόσφερε πειστικές αποδείξεις για την ορθότητα του μοντέλου.

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

To 1976, πριν κάνει την εμφάνισή του το τ, τα λεπτόνια ήταν ΤΕΣΣΕΡΑ, όσα και τα κουάρκ.

Η αποδοχή ενός ακόμα λεπτονίου σήμαινε ότι η συμμετρία μεταξύ λεπτονίων και κουάρκ έγινε προβληματική.

6 ΛΕΠΤΟΝΙΑ και 4 ΚΟΥΑΡΚ ήταν ανεπίτρεπτο

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

και τα δύο για να αποκατασταθεί η Συμμετρία. 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, το top.

H εκπληκτικά μεγάλη μάζα του βρισκόταν σε συμφωνία με τη θεωρία. Η Συμμετρία είχε αποκατασταθεί . 6 ΛΕΠΤΟΝΙΑ και 6 ΚΟΥΑΡΚ.