Κουάρκ

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Tα κουάρκ (quarks) θεωρούνται σήμερα στοιχειώδη σωματίδια της Ύλης από τα οποία αποτελούνται τα βαρυόνια (baryons) και τα μεσόνια (mesons). Μαζί με τα γκλουόνια, θεωρούνται τα μόνα στοιχειώδη σωματίδια που μπορούν και αλληλεπιδρούν ισχυρά.

To 1964 ο Αμερικάνος φυσικός Μάρεϊ Γκελ-Μαν (Gell-Mann) πρότεινε ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια δεν αποτελούν στοιχειώδεις δομικούς λίθους της ύλης, αλλά συνίστανται από άλλα, μικρότερα σωματίδια, τα οποία ονόμασε κουάρκς. Η ονομασία προέρχεται από το μυθιστόρημα Finnegans Wake του Τζέημς Τζόυς.

Από το τέλος της δεκαετίας του 1960 μέχρι και τις αρχές της δεκαετίας του 1980, σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στα εργαστήρια των ΗΠΑ (SLAC στην Καλιφόρνια και Fermilab στο Σικάγο) και της Ευρώπης (CERN στην Ελβετία και DESY στην Γερμανία), προέκυψαν έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξη των κουάρκ. Η πειραματική όμως επιβεβαίωση της ύλης κουάρκ, στην κατάσταση που προϋπήρξε στο Σύμπαν τα πρώτα εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη έκρηξη, αναμένεται να προκύψει απο πειράματα σύγκρουσης βαριών ιόντων που πραγματοποιούνται στο CERN και στο εργαστήριο BNL της Νέας Υόρκης των ΗΠΑ. Στα πειράματα αυτά πυρήνες με μεγάλο μαζικό αριθμό, π.χ μολύβδου και χρυσού, επιταχύνονται και αποκτούν μεγάλες ταχύτητες. Στην περιοχή των συγκρούσεων των πυρήνων δημιουργούνται συνθήκες μεγάλης θερμοκρασίας και πυκνότητας ύλης (οπως στο αρχικό σύμπαν).Αυτό έχει ώς αποτέλεσμα τα κουάρκ που βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των νουκλεονίων να ελευθερώνονται και να σχηματίζουν «ατμούς» από ύλη κουάρκ σε μια διαδικασία «βρασμού» σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρώτες πειραματικές ενδείξεις για την ύπαρξη αυτής της νέας κατάστασης της ύλης (ύλη κουάρκ) ανακοινώθηκαν απο το εργαστήριο CERN στις αρχές του έτους 2000.