Wracam do ulubionej tematyki.

          Kwarki to – według obecnego stanu wiedzy – jedne z najmniejszych znanych składników materii. W ramach Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych uznawane są za cząstki fundamentalne, czyli takie, które nie posiadają wewnętrznej struktury i nie dają się dalej podzielić. Choć nie wyklucza się, że przyszłe teorie, takie jak teoria strun, mogą ujawnić jeszcze głębszy poziom budowy materii, obecnie kwarki traktowane są jako elementarne jednostki.

          Wyróżnia się sześć rodzajów kwarków, zwanych «smakami»: górny (up), dolny (down), dziwny (strange), powabny (charm), niski (bottom) i wysoki (top). Różnią się one między sobą nie tylko «masą» i «ładunkiem elektrycznym», ale także innymi właściwościami, takimi jak:

– czas życia – niektóre kwarki są bardzo nietrwałe i szybko się rozpadają,

– udział w oddziaływaniach słabych – np. mogą zmieniać swój smak (właściwości) podczas rozpadu,

– ładunek kolorowy – odpowiadający za oddziaływanie silne, dzięki któremu kwarki łączą się w hadrony -> nukleony  (np. protony i neutrony).

          Choć nie możemy obecnie zbadać ich wewnętrznej struktury, kwarki odgrywają kluczową rolę w budowie materii i są niezbędnymi elementami zrozumienia świata na poziomie subatomowym.

          Jak wyobrazić sobie coś, co nie ma wewnętrznej struktury, a mimo to się różnią? Kwarki są jak punkty w przestrzeni, które nie mają wielkości ani kształtu — nie da się ich «rozciąć» ani zobaczyć «co mają w środku», bo… nie mają «środka». Różnią się zestawem cech fizycznych, tak jak np. dwa punkty świetlne mogą mieć różne kolory czy jasność. Można też wyobrazić sobie grę komputerową, w której są różne postacie —mogą one wyglądać tak samo, ale różnią się statystykami: szybkością, siłą, itp. W grze to wszystko «siedzi» w liczbach i kodach. I tak samo jest z kwarkami. Istnieją jako «zbiory właściwości», które wpływają na to, jak się zachowują i z czym mogą wchodzić w reakcje. Według filozoteizmu (mojego narzędzia badawczego) niebyty (funkcjonały) emocji nie mają podłoża (substancji), a mogą różnić się przymiotami, jak np. dobra i zła. Tak w świecie subatomowym kwarki (które są osobliwymi bytami) są podobne. To podobieństwo sugeruje, że świat materialny koreluje ze światem niebytu. A to stanowi krok do poznawania przestrzeni nadprzyrodzonej. Przychodzi mi na myśl analogia do teorii dynamicznej istnienia, która mówi, że istnieje «coś», co nie ujawnia się swoją bytowością (substancją), ale ujawnia się swoim  działaniem (emocją)

         Świat kwantowy ujawnia niesamowitą koncepcję Stwórcy, że Świat jest dualistyczny w swojej naturze: materialny i emocjonalny (duchowy).

         W fizyce mówi się, że są byty punktowe, ale zróżnicowane pod względem kwantowych właściwości. Nie muszą mieć wnętrza, żeby być «inne». Teoria strun sugeruje, że być może kwarki to tylko różne stany drgające tych samych „strun” — a więc mają głębsze pochodzenie.

          Kwarki budują większe cząstki protony i neutrony zwane barionami, które jednocześnie należą do większej grupy cząstek zwanych hadronami. Do hadronów należą:

– Proton (\(uud\)) – stabilny, występuje w jądrze atomowym 

– Neutron (\(udd\)) – niestabilny poza jądrem, ale stabilny w jądrze 

– Lambda (\(\Lambda^0\)) – (\(uds\)) – zawiera dziwny kwark 

– Sigma (\(\Sigma^+\), \(\Sigma^0\), \(\Sigma^-\)) – też z kwarkiem dziwnym 

– Xi (\(\Xi^0\), \(\Xi^-\)) – zawiera dwa dziwne kwarki 

– Omega minus (\(\Omega^-\)) – (\(sss\)) – same kwarki dziwne 

– Delta bariony (\(\Delta^{++}\), \(\Delta^+\), itd.) – wzbudzone stany nukleonów

  oraz mezony (kwark_antykwark, w tym:

– Piony (\(\pi^+\), \(\pi^0\), \(\pi^-\)) – lekkie, biorą udział w siłach jądrowych 

– Kaony (\(K^+\), \(K^0\), \(K^-\), \(\overline{K}^0\)) – zawierają kwark dziwny 

– Eta (\(\eta\), \(\eta’\)) – neutralne mezony o bardziej złożonej strukturze 

– D-mezony (\(D^0\), \(D^+\), itd.) – zawierają kwark powabny (charm) 

– B-mezony (\(B^0\), \(B^+\), itd.) – zawierają kwark piękny (bottom) 

– Mezon J/ψ – zawiera charm i anti-charm (cząstka odkryta w 1974)

          Kwarki, jako cząstki o punktowej wielkości, są niezwykle trudne do wyobrażenia. Podobny problem pojawia się w przypadku fotonów – także one wymykają się ludzkiej intuicyjnej wizualizacji. To że coś jest punktowe nie znaczy, że jest nierealne. Nauka przypisuje im opisy (modele) matematyczne. Nie pokazuje jak wyglądają, ale co robią i jak się zachowują. Polaryzacja fotonów, spin, czy ładunek kolorowy kwarków – to abstrakcyjne właściwości, które mają znaczenie fizyczne, ale trudno przypisać im analogię w świecie zmysłów. Ich istnienie potwierdzają liczne eksperymenty, choć nie da się ich «zobaczyć» bezpośrednio. W fizyce cząstek realność to kwestia empirycznego potwierdzenia zachowania, a nie wyglądu. Np. kwarki są odpowiedzialne za strukturę protonów i neutronów, ale nigdy nie występują samodzielnie (tzw. «konfinacja kwarków»). Foton z kolei jest pośrednikiem oddziaływania elektromagnetycznego – jego efekty widzimy dosłownie wszędzie.

          Wyobrażenie sobie kwarków i fotonów jako «czegoś» jest trudne, bo ich natura wykracza poza ludzkie codzienne doświadczenia. Ale to nie przeszkadza fizykom w ich badaniach – dzięki matematyce, eksperymentom i teoriom naukowych fizycy potrafią bardzo dokładnie przewidywać ich zachowanie, a to jest ważniejsze niż obrazowanie.

          Świat subatomowy odsłania rzeczywistość, której nie widać gołym okiem, gdzie obowiązują inne reguły niż w makroświecie. U mnie wzbudza wrażenie «magii» czy «tajemnicy», które można porównać z wymiarem duchowym czy nadprzyrodzonym. Zjawiska takie jak superpozycja, splątanie kwantowe czy dualizm korpuskularno-falowy są trudne do pojęcia i zdają się przeczyć zdrowemu rozsądkowi. Dla wielu ludzi to granica, za którą fizyka styka się z metafizyką.

Świat subatomowy wskazuje na istnienie głębszego porządku rzeczy, ukrytego sensu lub intencji – a to już krok w stronę duchowości czy teologii. Niewidzialna materia jest echem czegoś jeszcze bardziej ukrytego, ale równie realnego.