Hypotetiska kvarkar slog igenom
”Ännu så länge hypotetiska partiklar”, så beskrev Jan S. Nilsson kvarkar i F&F 5/67. Han var då ung laborator i teoretisk fysik, men blev många år senare både rektor för Göteborgs universitet och ordförande i Forskning & Framstegs styrelse. Trots att kvarkarnas existens alltså inte var bevisad år 1967 ingick den bara fyra år gamla kvarkidén redan i fysikernas idévärld. I dag är kvarkar ett grundmurat faktum.
Kvarkarna dök upp år 1963 i huvudet på den amerikanske fysikprofessorn Murray Gell-Mann. Det var ett sätt att lösa ett allt snabbare växande problem: sedan kraftfulla acceleratorer börjat användas i slutet av 1950-talet ökade mängden elementarpartiklar lavinartat. Med några få kvarkar som nya beståndsdelar i atomkärnans protoner och neutroner, liksom i andra partiklar, förenklades förståelsen av materiens uppbyggnad drastiskt. Och lösningen ansågs omedelbart genialisk. Redan 1969 fick Gell-Mann Nobelpriset i fysik.
– Murray Gell-Mann var redan då alla partikelfysikers husgud. Han låg i forskningens framkant hela tiden och var klart överlägsen i sin generation, berättar Lars Brink, som i slutet av 1960-talet arbetade med Gell-Mann i Kalifornien. I dag är han fysikprofessor vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg.
Men självklara var kvarkarna inte. Protonen och neutronen, till exempel, skulle enligt Gell-Manns nya teori innehålla var sina tre kvarkar, och då behövde varje kvark bära en tredjedels elektronladdning – något sådant som en del av en laddning hade man aldrig hört talas om förut. Och mycket riktigt finns kvarkarna aldrig i det fria, utan är för evigt fjättrade till varandra, tre och tre eller i par. I dag finns en teori som beskriver denna tvångsinneslutning, men långt in på 1970-talet försökte man hitta fria kvarkar med allsköns förunderliga experiment. Till och med i kosmisk strålning skulle de finnas, men det visade sig vara en synvilla.
– Gell-Mann själv var oerhört försiktig. Han hade en massa brasklappar i teorin och talade om en matematisk konstruktion, minns Lars Brink. Något som han i dag, när kvarkarna nu finns på riktigt, inte så gärna vill kännas vid.
– Namnet kvark, som ju inte är ett typiskt partikelnamn, skulle från början bara vara ett läte, kwork, berättar Murray Gell-Mann.
Men så stötte han i boken Finnegan’s wake av James Joyce på utropet i baren Three quarks for Muster Mark, vad han nu hade menat med det.
– Hur som helst passade talet tre perfekt in på det sätt kvarkar förekommer i naturen, kommenterar Gell-Mann, som i dag fortsätter sysselsätta sig med att söka regelbundenheter bakom komplexa fenomen.
