Een team natuurkundigen van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een doorbraak bereikt in het begrijpen hoe materie wordt gevormd. Het team, onder leiding van professor Richard Scalettar, heeft een nieuwe methode ontwikkeld voor het berekenen van de eigenschappen van subatomaire deeltjes die quarks worden genoemd. Deze methode, de ‘functionele renormalisatiegroep’ genoemd, stelt natuurkundigen in staat de interacties tussen quarks te bestuderen op een manier die voorheen onmogelijk was.

Quarks zijn de fundamentele bouwstenen van materie. Het zijn extreem kleine deeltjes die alleen met de krachtigste microscopen te zien zijn. Quarks zijn er in zes verschillende soorten, ‘smaken’ genoemd. De up- en down-quarks zijn de meest voorkomende quarks en vormen protonen en neutronen. De andere vier quarks zijn veel zeldzamer en worden aangetroffen in deeltjes zoals mesonen en baryonen.

De interacties tussen quarks worden bepaald door de sterke kernkracht. De sterke kernkracht is de sterkste kracht in de natuur, maar heeft ook een zeer korte reikwijdte. Dit betekent dat quarks alleen met elkaar kunnen communiceren als ze heel dicht bij elkaar staan.

Met de functionele renormalisatiegroepmethode kunnen natuurkundigen de interacties tussen quarks bestuderen op een manier die rekening houdt met het korteafstandskarakter van de sterke kernkracht. Hierdoor heeft het team van Berkeley een aantal belangrijke ontdekkingen kunnen doen over de eigenschappen van quarks.

Een van de belangrijkste ontdekkingen is dat quarks geen vrije deeltjes zijn. In plaats daarvan zijn ze met elkaar verbonden in een zee van virtuele deeltjes. Deze virtuele deeltjes worden voortdurend gecreëerd en vernietigd, en ze geven aanleiding tot de sterke kernkracht.

Een andere belangrijke ontdekking is dat de eigenschappen van quarks afhankelijk zijn van de omgeving waarin ze voorkomen. Dit betekent dat dezelfde quark verschillende eigenschappen in verschillende deeltjes kan hebben.

De bevindingen van het team van Berkeley zijn een grote doorbraak in ons begrip van hoe materie wordt gevormd. Ze bieden nieuwe inzichten in de sterke kernkracht en de eigenschappen van quarks. Dit werk zal de weg vrijmaken voor toekomstige ontdekkingen in de deeltjesfysica en kosmologie.