Nota dominical: Los tres primeros quarks y la historia de sus nombres

“Los quarks tienen unos nombres bastante absurdos” [1]. En su artículo original [2], Murray Gell-Mann les llamó “quarks” pero no les puso nombre, solo utilizó las letras u, d y s para representarlos. George Zweig [3] les llamó “aces” y tampoco les puso nombre, utilizando las letras p0, n0 y Λ0. Muy rápido se impuso el nombre de “quarks” sobre el de “aces,” pero ¿cuándo empezaron a llamarse quarks arriba (up), abajo (down) y extraño (strange)? La verdad es que nadie lo sabe exactamente (que yo sepa) y dichos nombres se impusieron alrededor de 1976 porque le iban bien a las letras utilizadas por Gell-Mann en su artículo original (u, d y s). Ynduráin [1] nos dice que lo más habitual era llamar a los quarks como “quark tipo protón” (o “proton quark” en inglés), denotado por p’, p0, u, y otras variantes, “quark tipo neutrón” (“neutron quark”) denotado por n’, n0, d, etc., y “quark tipo lambda” (“lambda quark”) denotado por s, λ’, Λ’ , Λ0, y otras versiones.

Por pura curiosidad, he realizado una búsqueda de artículos científicos originales en la web anteriores a 1975 para tratar de trazar la historia del nombre de los quarks. He descubierto que ya a mediados de 1964 se hablaba de quark extraño y de quarks no extraños [4], aunque solo cuando se hablaba de su extrañeza. La primera vez que se utilizó los términos “up” y “down” para referirse a los quarks u y d, que yo haya encontrado, es un artículo de Leutwyler de marzo de 1974 [5], quien también llama a los tres quarks arriba (up), abajo (down) y extraño (strange) en julio de 1974 [6]; ambos artículos fueron enviados a publicación en diciembre de 1973.

¿Cuándo se puso de moda llamar a los quarks con su nombre actual? Hasta 1976, mucha gente seguía usando los términos antiguos proton quark, neutron quark y strange quark, pero ese año pasó algo que hizo que la mayoría de la gente eligiera el nuevo modo de llamar a los quarks. Mi búsqueda bibliográfica me sugiere que fue el número de Physics Reports de febrero de 1976, que presentaba las actas de un congreso de junio de 1975 celebrado en París. Un artículo de Wilson [7] utilizaba para los nombres de los quarks “u=up, d=down, and s=strange.” Mucha gente debió leer los artículos de ese Physics Reports que hablaba de quarks, confinamiento, libertad asintótica, y otros términos modernos asociados a la QCD (la teoría de la interacción entre quarks y gluones).

Por cierto, Ynduráin afirma en su libro [1] que la primera vez que escuchó el nombre moderno fue de la boca del alemán Harald Fritzch, entonces colaborador de Gell-Mann, en 1976.

[1] Francisco Ynduráin, “Electrones, Neutrinos y Quarks,” Drakontos, 2001 [página 71].

[2] Murray Gell-Mann, “A schematic model of baryons and mesons,” Physics Letters 8: 214-215, 1 February 1964.

[3] George Zweig, “An SU3 model for strong interaction symmetry and its breaking ; Part I,” CERN Reports No. 8182/TH.401, 1964 (unpublished).

[4] Harry J. Lipkin, “Higher Symmetries and Strange-Particle Production,” Phys. Rev. Lett. 13: 590-592, 16 November 1964.

[5] H. Leutwyler, “Is the quark mass as small as 5 MeV?,” Physics Letters B 48: 431-434, 4 March 1974.

[6] H. Leutwyler, “Mesons in terms of quarks on a null plane,” Nuclear Physics B 76: 413-444, 18 July 1974.

[7] Kenneth G. Wilson, “XIII. Quarks on a lattice, or, the colored string model,” Physics Reports 23: 331-347, February 1976.