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[Icon] großer Wissensdurst Quarks, die Symmetriestifter

Zu denselben Mustern wie bei den stark wechselwirkenden Teilchen gelangten die Physiker auch, als sie ganz allgemein die Vertauschungen von drei Objekten untersuchten: den Quarks.

Die Drei- und Sechsecke, zu denen die stark wechselwirkenden Teilchen zusammengefasst werden konnten, riefen bei einigen Physikern und Mathematikern Erinnerungen hervor. Dieselben Muster erhält man nämlich auch, wenn man eine ganz bestimmte Symmetrie genauer untersucht: die Vertauschungen bzw. Drehungen von drei Objekten, die schon bald darauf von Gell-Mann „Up-Quark“, „Down-Quark“ und „Strange-Quark“ genannt wurden. Die beobachteten Drei- und Sechsecke ergeben sich dann ganz natürlich, wenn man die Vertauschungen auf Quark-Zweiergruppen (Mesonen) oder Quark-Dreiergruppen (Baryonen) anwendet. Neben Murray Gell-Mann war auch George Zweig an diesen Überlegungen beteiligt.

Teilchen, die aus drei Quarks zusammengesetzt sind, können zu einem Sechseck aus acht Teilchen (Oktett) und zu einem Dreieck aus zehn (Dekuplett) angeordnet werden.

Man hatte also die stark wechselwirkenden Teilchen nach ihren Eigenschaften sortiert und die dabei entstandenen Muster mit den Mustern verglichen, die bei der Untersuchung einer mathematischen Theorie zum Vorschein kamen. Daraus zogen Physiker den Schluss, dass es Quarks geben müsse.

Die Symmetriegruppe zu den Quarks

Die Symmetriegruppe, also die mathematische Menge aller möglichen Vertauschungen und Drehungen, die man den drei leichtesten Quarks unterwerfen kann, wird SU(3) genannt, die spezielle unitäre Gruppe in drei Dimensionen.

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