Когда в 1964 году американский физик М. Гелл-Манн открыл странные частицы, он назвал их не менее странным словом «кварк», которое он позаимствовал из странной фразы "Три кварка для мистера Марка" в романе писателя Дж. Джойса. Странным было то, что заряд этих экзотических частиц был дробный. Их назвали соответственно u-кварк (Q=+2/3) и d-кварк (Q=-1/3). Физики ранее никогда не сталкивались с таким необычным, если не сказать, странным, семейством частиц. К тому же, как выяснилось впоследствии, каждый кварк имел своё дробное барионное число (B=+1/3 для кварков и B=-1/3 для антикварков)...
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ КВАРКОВ Существование кварков впервые было теоретизировано в 1964 году в работе двух физиков, Мюррея Гелл-Манна и Джорджа Цвейга, которые оба работали в Калифорнийском технологическом институте (CalTech), но пришли к выводу, что кварки существуют независимо друг от друга. Вопреки тому, как наука часто изображается в средствах массовой информации, выводы Гелл-Манна и Цвейга не были "ага!" моментом, а были построены на основе многих лет напряженной работы и тщательных открытий сообщества физиков элементарных частиц. ____ К 1950-м годам физики создавали библиотеку известных частиц. Это было немного похоже на ботанику - каталогизировать различные типы и их свойства, но чего не хватало, так это основополагающей теории, лежащей в основе их существования. В конечном итоге эта теория стала известна как Стандартная модель, но для того, чтобы добраться до нее, необходимо было сделать несколько жизненно важных открытий, в том числе открытие кварков. Самым загадочным было существование частиц, называемых гиперонами, которые были нестабильны и очень быстро распадались, но эти частицы не были обнаружены. Гелл-Манн понял, что, должно быть, действует неизвестное квантовое свойство, которое он назвал "странностью" из-за неожиданности всего этого. Квантовые числа, такие как странность, заряд и спин, должны сохраняться. Если частица с определенным квантовым числом распадается, то ее побочные продукты должны в сумме равняться тем квантовым числам, которые были у распавшейся частицы. Более того, квантовые числа данной частицы имеют "степени свободы" — по сути, диапазон значений, которые могут иметь эти числа. Эти степени свободы называются мультиплетами, и схема, по которой эти мультиплеты могут располагаться между различными частицами, привела Гелл-Манна и Цвейга к мысли, что частицы и их мультиплеты можно объяснить, если каждая частица образована из двух или трех частиц меньшего размера. Цвейг назвал эти крошечные элементарные частицы "эйсами", но это название не прижилось. Гелл-Манн, который всегда был сторонником лаконичных и запоминающихся названий, назвал их кварками, заимствовав строчку из экспериментального романа Джеймса Джойса "Поминки по Финнегану": "Три кварка для оценки сбора!" В романе кварки относятся к трем детям главного героя, мистера Марка. Эти кварки назывались "верхними", "нижними" и "странными" кварками. Название "верхний" и "нижний" кварки на самом деле ни к чему не относятся, в то время как странный кварк имел квантовое число странности, равное -1, следовательно, почему он называется "странным", тогда как верхний и нижний кварки имеют странность, равную 0. ____ В следующем посте обсудим кварки в квантовой физике #quarks