Klucz do narodzin czasu - Teoria - Składniki atomu

Składniki atomu
Protony, neutrony i elektrony

Obserwacja, że pierwiastki zawierają różne kombinacje tych samych podstawowych cegiełek pozwoliła w końcu zredukować liczbę cząstek elementarnych od liczby wszystkich pierwiastków do zaledwie trzech cząstek: protonów, neutronów i elektronów. Za pomocą tych trzech cząstek fizykom udało się wyjaśnić budowę całej znanej materii. Protony i  neutrony są około 2000 razy cięższe niż elektrony, więc właśnie ich liczba określa masę atomu. Liczba protonów, które są dodatnio naładowane elektrycznie, jest równa liczbie elektronów w atomie i określa jego własności chemiczne.

Atomy składają się z neutronów i protonów, związanych w jądrze, oraz elektronów. Naprowadź kursor myszki nad symbol wodoru lub helu, by zobaczyć atomy tych pierwiastków.

Na początku XX wieku fizycy byli jednak świadkami kolejnej eksplozji złożoności. Badając cząstki docierające z przestrzeni kosmicznej, poza protonami, neutronami i elektronami zaobserwowali jeszcze inne cząstki. Zaczęli się zastanawiać, do czego je przyporządkować. Odpowiedzi na to pytanie znowu udzieliła symetria. Przyglądając się własnościom wszystkich cząstek i porządkując je w "układ okresowy", dwaj fizycy znaleźli symetrie, które zdradzały obecność mniejszych cząstek wewnątrz protonów, neutronów i nowoodkrytych cząstek. Układ okresowy cząstek nosi nazwę "ośmiorakiej drogi". Został tak nazwany w 1964 roku przez Murraya Gell-Manna i Yuvala Ne'emana, z powodów, które wkrótce poznamy. Wcześniej Gell-Mann zauważył, że niektóre nowoodkryte cząstki mają nieznane dotąd własności. Nowe cząstki wydały mu się dziwne, dlatego też tę nieznaną własność nazwał dziwnością.


Gell-Mann i Ne'eman. Gell-Mann otrzymał nagrodę Nobla w roku 1969.

W swojej książce pod tytułem "Ośmioraka droga", Gell-Mann i Ne'eman zaproponowali teorię, zgodnie z którą protony i neutrony składają się z dwóch typów mniejszych cząstek. Trzeci typ cząstek miał odpowiadać za pojawienie się własności zwanej dziwnością, obserwowanej dla bardziej egzotycznych cząstek. Swoje hipotetyczne cząstki Gell-Mann nazwał kwarkami, zapożyczając to słowo z powieści Jamesa Joyce'a pod tytułem "Finnegan's Wake", gdzie pojawia się zdanie "trzy kwarki dla pana Marka".