Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 3)

quark (quark)

Người đặt tên: Murray Gell-Mann, 1963

Quark là những hạt sơ cấp cấu tạo nên các hadron như proton và neutron, cũng như những hạt kì lạ hơn và những trạng thái của vật chất như plasma quark-gluon. Chúng được đề xuất đồng thời bởi Murray Gell-Mann và George Zweig (ông muốn gọi chúng là “ace”), và những loại quark khác nhau đã được khám phá trong phần còn lại của thế kỉ 20 bởi nhiều đội nhà vật lí khác nhau.

Gell-Mann viết về tên gọi quark trong quyển sách khoa học nổi tiếng của ông, Quark và Con báo đốm:

Năm 1963, khi tôi gán ghép cái tên “quark” cho những thành phần sơ cấp của nucleon, tôi đã có thanh âm trước tiên, không phải đánh vần, có thể là “kwork”. Sau đó, trong một lần tôi tham khảo cuốn Finnegans Wake của James Joyce, tôi bắt gặp từ “quark” trong cụm từ “Ba quark cho Muster Mark”.

Bởi vì “quark” (theo nghĩa mà nói, trước tiên, là tiếng kêu của chim hải âu) rõ ràng vốn định nhại lại “Mark”, cũng như “bark” và những từ khác na ná như vậy, nên tôi phải tìm một cái cớ để phát âm nó giống như là “kwork”. Nhưng quyển sách lại nói về giấc mơ của một chủ quán rượu tên là Humphrey Chimpden Earwicker. Các từ trong tác phẩm thường được trích từ một vài nguồn cùng một lúc, tựa như các từ “va li gỗ” trong Nhìn qua Kính lúp. Hết lần này đến lần khác, cụm từ xuất hiện trong quyển sách phần nào được xác định bởi tiếng gọi thức uống tại quầy.

Vì thế, tôi cho rằng có lẽ một trong nhiều xuất xứ của câu nói “Ba quark cho Muster Mark” có thể là “Ba chai cho Ngài Mark”, dẫu trường hợp nào thì phát âm “kwork” cũng không hoàn toàn được thỏa mãn. Dẫu sao, con số ba khớp hoàn hảo với số cách quark xuất hiện trong tự nhiên.

Sơ lược từ nguyên vật lí hạt

Một số nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng quark trong thiên sử thi của Joyce có xuất xứ từ tiếng Đức quark, đó là một loại sữa đông dùng làm phó mát. Quark trong tiếng Đức có khả năng xuất xứ từ tiếng Tây Slave nghĩa là “hình thành” – có khả năng ý nói tới sữa đông đặc và trở thành sữa đông. Thật tình cờ, “hình thành” cũng là vai trò phi-bơ sữa của quark là thành phần cấu tạo chính của vật chất.

Các nhà vật lí đã khám phá sáu loại quark, ấy là “lên” (up), “xuống” (down), “lạ” (strange), “duyên” (charm), “đỉnh” (top), và “đáy” (bottom).

quark lên và quark xuống: Gell-Mann đặt tên cho các quark này vào năm 1964 theo isospin hướng lên và hướng xuống của chúng; isospin là một tính chất lượng tử của các hạt liên quan đến lực hạt nhân mạnh.

quark lạ: Không giống như quark lên và quark xuống, quark lạ được quan sát thấy trước khi mô hình quark được phát triển, nó là thành phần của những hạt phức gọi là kaon. Những hạt này có vẻ “lạ” vì chúng có thời gian sống dài khác thường, do một số phân hủy của chúng xảy ra thông qua lực yếu. Gell-Mann gọi chúng là quark “lạ” vào năm 1964.

quark duyên: Quark duyên được dự đoán trong một bài báo của hai nhà vật lí, Sheldon Glashow và James Bjorken, vào năm 1964. Như họ giải thích trong một bài báo đăng trên tờ New York Times: “Chúng tôi gọi cấu trúc của mình là ‘quark duyên’, vì chúng tôi thấy hào hứng và hài lòng trước sự đối xứng mà nó mang lại cho thế giới dưới hạt nhân”. “Duyên”, nghĩa là “thỏa mãn chất lượng”, có xuất xứ Latin carmen, nghĩa là “bài hát, thi ca, niềm đam mê”.

quark đỉnh và quark đáy: Các nhà vật lí Makoto Kobayashi và Toshihide Maskawa đã dự đoán sự tồn tại của hai quark sau cùng vào năm 1973, nhưng họ không đặt tên cho những hạt mới đó. Nhiều nhà khoa học gọi chúng không chính thức là “chân lí” (truth) và “đẹp” (beauty).

Trong một bài báo năm 1975, nhà vật lí Haim Harari đã gán cho chúng tên gọi như thế. Nhằm giữ nguyên “t” và “b” ban đầu và tạo ra một đối trọng khớp với quark lên và xuống, Harari gọi chúng là quark “đỉnh” (top) và quark “đáy” (bottom).

Nguồn: Symmetry Magazine