Landmark-beregning baner vejen for at besvare, hvordan stof dannes

Et team af fysikere ved University of California, Berkeley, har fået et gennembrud i forståelsen af, hvordan stof dannes. Holdet, ledet af professor Richard Scalettar, har udviklet en ny metode til at beregne egenskaberne af subatomære partikler kaldet kvarker. Denne metode, kaldet "funktionel renormaliseringsgruppe", giver fysikere mulighed for at studere interaktionerne mellem kvarker på en måde, som tidligere var umulig.

Kvarker er de grundlæggende byggesten i stof. Det er ekstremt små partikler, som kun kan ses med de kraftigste mikroskoper. Quarks findes i seks forskellige typer, kaldet "smag". Op- og ned-kvarkerne er de mest almindelige kvarker, og de udgør protoner og neutroner. De andre fire kvarker er meget sjældnere, og de findes i partikler som mesoner og baryoner.

Samspillet mellem kvarker er styret af den stærke kernekraft. Den stærke kernekraft er den stærkeste kraft i naturen, men den er også meget kortrækkende. Det betyder, at kvarker kun kan interagere med hinanden, når de er meget tæt på hinanden.

Den funktionelle renormaliseringsgruppemetode giver fysikere mulighed for at studere vekselvirkningerne mellem kvarker på en måde, der tager hensyn til den stærke kernekrafts kortrækkende natur. Dette har givet holdet i Berkeley mulighed for at gøre en række vigtige opdagelser om kvarkers egenskaber.

En af de vigtigste opdagelser er, at kvarker ikke er frie partikler. De er i stedet bundet sammen i et hav af virtuelle partikler. Disse virtuelle partikler bliver konstant skabt og udslettet, og de giver anledning til den stærke atomkraft.

En anden vigtig opdagelse er, at kvarkers egenskaber afhænger af det miljø, de findes i. Det betyder, at den samme kvark kan have forskellige egenskaber i forskellige partikler.

Resultaterne af holdet hos Berkeley er et stort gennembrud i vores forståelse af, hvordan stof dannes. De giver ny indsigt i den stærke kernekraft og kvarkers egenskaber. Dette arbejde vil bane vejen for fremtidige opdagelser inden for partikelfysik og kosmologi.