Βασικά Στοιχεία του Κόσμου του Ατόμου

ΜΙΑ ΣΤΡΑΤΙΑ από διεθνείς ντετέκτιβς βρίσκεται επί τα ίχνη ενός ασύλληπτου θηράματος—ενός θηράματος που είναι δεινό στη μεταμφίεσι και στη γρήγορη δραπέτευσι. Ενδείξεις υπάρχουν άφθονες: προδοτικά ίχνη, σαφής «τρόπος ενεργείας,» ακόμη και φωτογραφίες. Τα τεχνικά όπλα ανιχνεύσεως της καταδιωκτικής ομάδας συνεχώς βελτιώνονται, αλλ’ οι στόχοι της καταδιώξεως φαίνεται ότι γίνονται ολοένα και πιο ασύλληπτοι και ανεξερεύνητοι.

Αυτοί οι ντετέκτιβς δεν κυνηγούν τον Κο Μεγάλο· ψάχνουν για κάτι πολύ μικρό—στην πραγματικότητα, το πιο μικρό που υπάρχει. Οι ντετέκτιβς αυτοί είναι ατομικοί επιστήμονες και η έρευνά τους έχει για στόχο το βασικό στοιχείο, το δομικό τεμάχιο του υλικού σύμπαντος.

Αυτή η έρευνα ανάγεται τουλάχιστον μέχρι τον τέταρτο αιώνα π.Χ. Οι Έλληνες φιλόσοφοι εκείνου του καιρού έκαναν πολλές σκέψεις γύρω από το αποτέλεσμα των επανειλημμένων και διαδοχικών διαιρέσεων της ύλης. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ύλη δεν θα μπορούσε να διαιρήται επ’ άπειρον· τελικά, το αποτέλεσμα θάπρεπε να είναι αδιαίρετο σωματίδιο ύλης. Στο Δημόκριτο αποδίδεται η επινόησις της λέξεως «άτομο» για την περιγραφή αυτού του μικρότατου σωματιδίου ύλης. Ωστόσο, στη διάρκεια του 20ού αιώνα, οι προσπάθειες που γίνονται συγκεντρώνονται στην ανακάλυψι των στοιχείων που αποτελούν το άτομο.

Τα Πρώτα «Βασικά Στοιχεία» Ανακαλύπτονται

Ο Τζ. Τζ. Τόμσον ανακάλυψε την ταυτότητα του ηλεκτρονίου το 1897. Ανακάλυψε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα αποτελείται από πολυάριθμα τέτοια σωματίδια. Τα ηλεκτρόνια είναι τόσο μικρά ώστε 6.000.000.000.000.000.000 περνούν μέσα από ένα λαμπτήρα ισχύος 100 βατ το δευτερόλεπτο. Τα ηλεκτρόνια, που είναι τα πιο ασύλληπτα απ’ όλα τα βασικά σωματίδια, μοιάζουν με άστατους πλανόδιους αλητήριους, που μεταφέρονται εύκολα από το ένα μέρος στο άλλο, ακόμη και με την απλή τριβή. Όταν περπατάτε πάνω σ’ ένα χαλί, τα παπούτσια σας μπορεί να μαζέψουν δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια, που απλώνονται σ’ όλο σας το σώμα, απλώς και μόνο για να συγκεντρωθούν και ν’ αναπηδήσουν ανακατεμένα στον αέρα σαν σπινθήρας από το δάχτυλό σας, όταν αγγίξετε ένα ηλεκτρικό διακόπτη.

Το 1911, ο Έρνεστ Ράδερφορντ έδειξε ότι όλη η θετική φόρτισις του ατόμου και το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του βρισκόταν σε μια περιοχή που κατελάμβανε το 1/10000 του μεγέθους του ίδιου του ατόμου. Το γεγονός αυτό δημιούργησε τη συνήθη εικόνα που έχομε οι περισσότεροι για το άτομο: Ένα μικρό κεντρικό μέρος ή πυρήνας που περιβάλλεται από γρήγορα κινούμενα ηλεκτρόνια, που περιστρέφονται γύρω απ’ αυτόν σαν τις μέλισσες γύρω από την κυψέλη.

Το 1932 ανακαλύφθηκε ότι ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Τα πρωτόνια μεταφέρουν τη θετική φόρτισι του ατόμου—που είναι ακριβώς ίση σε μέγεθος, αλλά αντίθετη σε είδος, με την αρνητική φόρτισι του ηλεκτρονίου. Το πρωτόνιο είναι περίπου 1.800 φορές πιο μεγάλο από το ηλεκτρόνιο, που αντιστοιχεί με την αναλογία ενός ψυγείου προς ένα μπισκότο. Το νετρόνιο, που είναι μόνο λίγο μεγαλύτερο από το πρωτόνιο, δεν είναι καθόλου φορτισμένο. Μέχρι τη δεκαετία του 1940, τα πειράματα και η θεωρία είχαν ρίξει φως σε πολλά επιπρόσθετα σωματίδια που παίζουν κάποιο ρόλο στον πυρήνα. Η διανοητική εικόνα που είχαν οι επιστήμονες για τον πυρήνα γινόταν όλο και πιο περίπλοκη.

Μέθοδοι Ανιχνεύσεως

Οι φυσικοί «βλέπουν» τα σωματίδια εξετάζοντας το κατάλοιπο της αλληλεπιδράσεώς τους με την ύλη. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα μπορούσαν να παρομοιωθούν με την πορεία ενός σκανδαλιάρικου παιδιού που αναστατώνει τη γειτονιά τρέχοντας ανάμεσα στα παρτέρια και αναποδογυρίζοντας τους σκουπιδοτενεκέδες. Μετά από καιρό, οι γείτονες μπορούν ν’ αναγνωρίσουν τα ίχνη και να προσδιορίσουν τον ένοχο. Ένα φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται σε κίνησι έξω από το άτομο, που αποτελεί το «σπίτι» του, συμπεριφέρεται κάπως σαν ένα παιδί που είναι διαρκώς έτοιμο για καυγά. Προσκρούει πάνω σε άλλα άτομα και αποσπά τα ηλεκτρόνιά τους, αφήνοντας ένα κατάλοιπο φορτισμένων ατόμων.

Ο θάλαμος ιονισμού ήταν ένας από τους πρώτους ανιχνευτές σωματιδίων. Τα φορτισμένα σωματίδια αφήνουν ίχνη ατμού στο θάλαμο, λόγω της συμπυκνώσεως ατμού πάνω στα άτομα που διαταράσσονται στην ατραπό, κάτι που μοιάζει με τα ίχνη που αφήνει ένα αεριωθούμενο που πετά ψηλά. Πιο συνηθισμένοι σήμερα είναι οι θάλαμοι φυσαλλίδας, που βασίζονται σ’ ένα υγρό, που βρίσκεται κοντά στο σημείο βρασμού, σαν μέσο με το οποίο ένα ρεύμα φυσαλλίδων χαρακτηρίζει την ατραπό του σωματιδίου.

Ειδικοί στη Φυγή

Τα σωματίδια κινούνται με τρομακτικές ταχύτητες. Το φωτόνιο μοιράζεται το ρεκόρ ταχύτητας όλων των εποχών με το νετρίνιο και το βαρυτόνιο. Και τα τρία δεν έχουν μάζα και, συνεπώς, κινούνται με την ταχύτητα του φωτός (300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο ή 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο), μια αναλογία με την οποία θα μπορούσαν να περιστραφούν γύρω από τη γη επτά και πλέον φορές το δευτερόλεπτο.

Τα υλικά σωματίδια (εκείνα που έχουν μάζα) μπορούν να πλησιάσουν την ταχύτητα του φωτός, αλλά ποτέ δεν μπορούν να την φθάσουν ακριβώς. Στην πραγματικότητα, το ανώτατο όριο ταχύτητας που μπορεί να φθάση το ηλεκτρόνιο όταν περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα, είναι περίπου το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός. Η ταχύτητά του, αν παραβληθή με την ταχύτητα των πιο γρήγορα κινούμενων σωματιδίων, μοιάζει μ’ ένα αυτοκίνητο σε μια λεωφόρο σε σύγκρισι μ’ ένα υπερηχητικό αεριωθούμενο.

Καλλιτέχνες στη Γρήγορη Αλλαγή

Ο χρόνος υπάρξεως ενός σωματιδίου ονομάζεται διάρκεια ζωής του σωματιδίου ή απλώς ζωή του. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια είναι σταθερά, πράγμα που με άλλα λόγια σημαίνει ότι η διάρκεια της ζωής τους είναι απεριόριστη. Αλλά τα περισσότερα σωματίδια «ζουν» μόνο ένα πολύ μικρό διάστημα. Παραδείγματος χάριν, το μιόνιο, ένα σωματίδιο που παράγεται από την αλληλεπίδρασι κοσμικής ακτινοβολίας στα ανώτερα στρώματα του αέρα, έχει μέση διάρκεια ζωής δύο εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου. Όταν αυτό το σωματίδιο «πεθαίνη,» εμφανίζονται ξαφνικά στη θέσι του ένα ηλεκτρόνιο και δύο νετρίνια. Αυτό θα μπορούσε να παρομοιωθή μ’ ένα ληστή που κάνει λίγα βήματα έξω από την τράπεζα και θαυματουργικά μεταμορφώνεται σε τρεις διαφορετικούς ανθρώπους που τρέχουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Αυτή η ξαφνική αλλαγή ταυτότητας προβλημάτισε πολύ τους επιστήμονες στην προσπάθειά τους να μελετήσουν τα σωματίδια με σύντομη διάρκεια ζωής. Ένα σωματίδιο, σε λίγα εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά το σχηματισμό του, μπορεί να διασπασθή σε δύο ή περισσότερα άλλα μικρότερα σωματίδια τα οποία, με τη σειρά τους, μπορούν να μετατραπούν σε άλλα διαφορετικά και μικρότερα σωματίδια. Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται μέχρι την παραγωγή σταθερών σωματιδίων. Όταν ένα σωματίδιο αλλάζη την ταυτότητά του λέγεται ότι «φθείρεται.» Αλλά γιατί το ηλεκτρόνιο και το πρωτόνιο είναι τα μόνα σωματίδια με μάζα που δεν φθείρονται; Εξ αιτίας των νόμων που ονομάζονται νόμοι διατηρήσεως.

Νόμοι Διατηρήσεως

Για να το πούμε απλά, ένας νόμος διατηρήσεως λέει ότι αν μια διατηρηθείσα ποσότητα μετρηθή πριν από ένα γεγονός, αυτή η ποσότητα πρέπει να είναι ακριβώς η ίδια και μετά το γεγονός.

Παραδείγματος χάρι: Φαντασθήτε ένα σύμπλεγμα από τέσσερα γήπεδα τέννις, που περιβάλλονται από ένα ψηλό φράχτη για να μην μπορούν να βγουν τα μπαλλάκια έξω. Μόλις φθάνουν οι παίκτες, δίνομε σε κάθε ζευγάρι παικτών 10 ίδια μπαλλάκια και τους λέμε να μην ανησυχούν για το πού θα πέσουν τα συγκεκριμένα μπαλλάκια με τα οποία άρχισαν το παιγνίδι. Καθώς τα παιγνίδια παίζονται συγχρόνως, τα μπαλλάκια θα μπορούσαν πιθανώς να πέσουν στα παρακείμενα ‘τερραίν’ και να χρησιμοποιηθούν κι’ εκεί. Ίσως μερικά μπαλλάκια χρησιμοποιηθούν τελικά απ’ όλους τους παίκτες. Αφού τελειώσουν όλα τα παιγνίδια, μαζεύομε τα μπαλλάκια. Φυσιολογικά, θα αναμέναμε να συγκεντρώσωμε τα ίδια ακριβώς μπαλλάκια που δώσαμε στους παίκτες. Αν συγκεντρώναμε λιγώτερα, θα καταλήγαμε στο συμπέρασμα ότι μερικά βγήκαν έξω από το φράχτη, ή ήσαν μέσα στα ‘τερραίν,’ ή τα πήραν μαζί τους οι παίκτες. Καμμιά άλλη εξήγησις δεν φαίνεται λογική: τα μπαλλάκια του τέννις δεν εξαφανίζονται. Σ’ αυτή την περίπτωσι, ‘τα μπαλλάκια του τέννις διατηρούνται.’

Οι νόμοι διατηρήσεως διέπουν το φυσικό κόσμο. Τίποτα δεν μπορεί να συμβή που να παραβιάζη κάποιον από τους νόμους διατηρήσεως: δεν παρατηρείται καμμιά παράβασις νόμου μεταξύ των πολιτών του κόσμου των βασικών σωματιδίων.

Το ηλεκτρόνιο είναι σταθερό λόγω διατηρήσεως της μάζας και της ηλεκτρικής φορτίσεως. Είναι το πιο ελαφρά φορτισμένο σωματίδιο. Υπάρχουν και ελαφρύτερα σωματίδια από το ηλεκτρόνιο, αλλά όλα τους είναι αμετάβλητα ουδέτερα στην ηλεκτρική φόρτισι. Αν το ηλεκτρόνιο επρόκειτο να ‘φθαρή’ σ’ ένα απ’ αυτά τα ελαφρύτερα σωματίδια, θα έπρεπε ν’ απαλλαγή από τη φόρτισί του· αλλ’ αυτό δεν μπορεί να γίνη, διότι έτσι θα παραβιαζόταν ο νόμος διατηρήσεως της φορτίσεως. Δεν μπορεί να διασπασθή σε βαρύτερα φορτισμένα σωματίδια, διότι έτσι θα παραβιαζόταν ο νόμος διατηρήσεως της μάζας—αυτό είναι τόσο αδύνατο όσο το να τεμαχίσης ψωμί ενός κιλού σε φέτες που θα έχουν βάρος δύο κιλών. Έτσι, το ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να ‘φθαρή’, επειδή απλώς ‘δεν έχει που να πάη.’

Το πρωτόνιο είναι σταθερό διότι, αν ‘φθειρόταν,’ θα παραβιαζόταν ένας διαφορετικός νόμος διατηρήσεως. Από την άλλη πλευρά, το νετρόνιο είναι σταθερό ενόσω έχει ένα πρωτόνιο πάνω στο οποίο να προσκολλάται. Βάλτε ένα νετρόνιο στην «απομόνωσι» και θα «φθαρή» σε 15 περίπου λεπτά.

Ο Κέννεθ Φορντ, στο βιβλίο του Ο Κόσμος των Βασικών Σωματιδίων, τόνισε τη σπουδαιότητα των νόμων διατηρήσεως ως εξής: «Το ‘φυσιολογικό’ πράγμα για ένα σωματίδιο είναι να φθαρή και να μεταβληθή σε άλλα ελαφρύτερα σωματίδια. Για λόγους που δεν είναι πλήρως κατανοητοί, υπάρχουν δύο ‘ανώμαλα’ σωματίδια, το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο, τα οποία εμποδίζονται να φθαρούν. Σύμφωνα μ’ αυτή την ευρύτερη άποψι για τα σωματίδια, υπάρχουν ωρισμένοι νόμοι της φύσεως (οι νόμοι διατηρήσεως) που συμβαίνει να εμποδίζουν τη φθορά αυτών των δύο σωματιδίων. Λόγω αυτού, είναι δυνατή η κατασκευή ενός υλικού κόσμου.

«Φυσικά, επειδή υπάρχει μόνο ένα Σύμπαν, κι’ ένας κώδικας φυσικών νόμων, δεν είναι και πολύ λογικό να λεχθή ότι μια ιδιαίτερη κατάστασις πραγμάτων στον κόσμο δημιουργήθηκε τυχαία. Αλλ’ αυτή η άποψις της πολλαπλότητας των σωματιδίων συνεχίζει την πορεία, που άρχισε ο Κοπέρνικος, να κάνη τον άνθρωπο να αισθάνεται όλο και πιο ταπεινός όταν αντικρύζη το σχέδιο της φύσεως. Εμείς και ο κόσμος μας υπάρχομε χάρις σε ωρισμένους νόμους διατηρήσεως, οι οποίοι σταθεροποιούν λίγα σωματίδια και επιτρέπουν την κατασκευή μιας εύτακτης δομής πάνω στο φυσιολογικό χάος του υπομικροσκοπικού κόσμου.»

Οι Νόμοι Διατηρήσεως Καθορίζουν το «Νετρίνιο»

Τα πρώτα πειράματα στην έρευνα των υποατομικών σωματιδίων έδειξαν ότι το νετρόνιο ‘φθειρόταν’ μ’ ένα μη διατηρούμενο τρόπο. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι καθώς το νετρόνιο διεσπάτο σ’ ένα πρωτόνιο κι’ ένα ηλεκτρόνιο, η ωστική δύναμις και η ενέργεια μετά τη διάσπασι ήταν πολύ πιο λίγη απ’ ό,τι πριν από τη διάσπασι. Επειδή επρόκειτο για διατηρούμενες ποσότητες, οι νόμοι διατηρήσεως φαίνονταν να παραβιάζωνται σ’ αυτή την περίπτωσι. Οι πυρηνικοί φυσικοί δεν μπορούσαν να παραδεχθούν αυτό το συμπέρασμα.

Για να σώσουν αυτούς τους νόμους διατηρήσεως, οι θεωρητικοί επινόησαν το νετρίνιο και του απέδωσαν όλες τις απαραίτητες ιδιότητες για να το κάνουν αδιαίρετο συνεργό στη διαδικασία διασπάσεως του νετρονίου. Δεν μπόρεσε να γίνη «ορατό,» αλλά η υπόθεσις της υπάρξεώς του ήταν προϊόν της πίστεως των επιστημόνων στους νόμους διατηρήσεως που είχαν μάθει να εμπιστεύωνται.

Οι επιστήμονες, μετά από 25 χρόνια παραδοχής του νετρινίου καλή τη πίστει, το συνέλαβαν το 1956. Δεν απορεί κανείς που ήταν τόσο ασύλληπτο· δεν έχει φόρτισι, ούτε εμφανή μάζα, και κινείται με την ταχύτητα του φωτός. Τα νετρίνια αλληλεπιδρούν με την ύλη τόσο σπάνια, ώστε τα περισσότερα περνούν τελείως μέσα από τη γη τόσο εύκολα όσο μια σφαίρα από ένα χαρτομάνδηλο. Οι πειραματιστές, σε μια προσπάθεια να πιστοποιήσουν την ύπαρξι των νετρινίων, έστειλαν περίπου 100.000.000.000.000 νετρίνια μέσω σιδήρου 13 μέτρων (44 ποδών) σ’ ένα θάλαμο ανιχνεύσεως, ο οποίος ωστόσο κατέγραψε τη σύλληψη μόνο 29 νετρινίων. Αυτό μπορεί να παραβληθή με την προσέλευσι ολόκληρου του πληθυσμού της γης σ’ ένα μικρό δωμάτιο που περιέχει μια ζυγαριά μπάνιου, με αποτέλεσμα να καταγραφή μόνο το ένα πέμπτο ενός πάουντ (1/10 του κιλού).

Σχέδια Ταξινομήσεως

Μέχρι το 1960 είχαν έλθει στην επιφάνεια τόσα πολλά σωματίδια ώστε οι επιστήμονες αισθάνονταν όπως ένας ναυαγός ζωολόγος, που τον έβγαλε η θάλασσα σ’ ένα νησί με μεγάλο πληθυσμό ζώων που δεν είχε δει ποτέ προηγουμένως. Οι φυσικοί, σε μια προσπάθεια να φέρουν κάποια τάξι στην ποικιλία του πληθυσμού των σωματιδίων, ταξινόμησαν τα σωματίδια σε ομάδες βασιζόμενοι σε όμοιες ιδιότητες—όπως ακριβώς ένας ζωολόγος θα ταξινομούσε τα διάφορα ζώα σε θηλαστικά, ερπετά, και λοιπά.

Τα βαρύτερα σωματίδια ονομάζονται αδρόνια. Τα εξαιρετικά βαριά αδρόνια ονομάζονται βαρυόνια. Τα βαρυόνια (πρωτόνια, νετρόνια, και λοιπά) είναι οι «ελέφαντες» του ζωολογικού κήπου των υποατομικών σωματιδίων. Τα ελαφρύτερα αδρόνια ονομάζονται μεσόνια (πιόνια, καόνια, και λοιπά) και έχουν περίπου το «μέγεθος τίγρεως.» Τα λεπτόνια (ηλεκτρόνιο, μιόνιο, νετρίνιο) αποτελούν γενικά τα «έντομα» του κόσμου των σωματιδίων.

Το πραγματικό σύστημα δεν βασίζεται στο μέγεθος και στο βάρος, αλλά στην πιθανότητα αλληλεπιδράσεως μεταξύ των μελών κάθε τάξεως. Οι ελέφαντες αλληλεπιδρούν με τους άλλους ελέφαντες με διαφορετικό τρόπο απ’ ό,τι με τα έντομα. Στην πραγματικότητα, το έντομο και ο ελέφαντας μπορεί να μην παρατηρήση καθόλου ο ένας τον άλλον, εκτός αν ο ελέφαντας μασήση κάποιο φύλλο που ήδη τρώει το έντομο. Τα αδρόνια, που παρομοιάζονται με ελέφαντες, αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο με τη δύναμι που ονομάζεται ισχυρή δύναμις. Τα λεπτόνια, που παρομοιάζονται με έντομα, αγνοούν τελείως την ισχυρή δύναμι: τι νοιάζει τη νυχτερίδα αν δυο ελέφαντες μαλώνουν; Αλλά τα φορτισμένα λεπτόνια είναι ευαίσθητα στην ηλεκτρομαγνητική δύναμι και αλληλεπιδρούν με τα αδρόνια σύμφωνα με τους νόμους αυτής της δυνάμεως, όπως ακριβώς και τα ζώα πρέπει να προσέξουν αν τα μικρότερο ζώο μπη στην κόρη του οφθαλμού του μεγαλύτερου.

Υπάρχει Κάποιο Πιο «Βασικό» Σωματίδιο;

Περίπου 300 σωματίδια, κυρίως αδρόνια, έχουν ανακαλυφθή από τότε που ο άνθρωπος άρχισε να ερευνά το άτομο και να το διαχωρίζη. Τα λεπτόνια φαίνεται ότι είναι πραγματικά «βασικά» σωματίδια—δηλαδή, δεν έχουν ευδιάκριτο μέγεθος και καμμιά εσωτερική δομή. Επί πλέον, υπάρχουν μόνο έξη γνωστά λεπτόνια, ένας πολύ μικρός αριθμός που υποδηλοί απλότητα. Τα αδρόνια δεν είναι και τόσο απλά. Το μέγεθός τους μπορεί να καταμετρηθή και αριθμούνται σε πολλές εκατοντάδες. Όταν ένα αδρόνιο ‘φθείρεται,’ άλλα αδρόνια βγαίνουν από τα ‘ερείπια.’

Στη δεκαετία του 1960, ο Μούραιη Τζελ-Μαν και ο Τζωρτζ Τσβάιχ αξίωσαν την ύπαρξι ενός νέου σωματιδίου, του κουώρκ. Σύμφωνα με τη θεωρία τους, όλα τα αδρόνια αποτελούνταν από δύο ή τρία κουώρκς σε κάποιο συνδυασμό. Ο Τζελ-Μαν και ο Τσβάιχ, αποδίδοντας ωρισμένες ιδιότητες στα θεωρητικά τους κουώρκς, μπόρεσαν να εξηγήσουν ότι όλα τα γνωστά πυρηνικά σωματίδια (αδρόνια) κατασκευάζονται από τρία μόνο διαφορετικά κουώρκς που ονομάζονται «άνω,» «κάτω,» και «παράξενα.» Μια απόρροια της θεωρίας ήταν η πρόρρησις της υπάρξεως ενός σωματιδίου, το οποίο μέχρι προ τινος δεν είχε ανακαλυφθή, που παρήχθη εν συνεχεία και διαπιστώθηκε ότι έχει τις αναμενόμενες ιδιότητες. Αυτό ενίσχυσε πάρα πολύ την παραδοχή της θεωρίας. Πρόσφατα πειράματα υποδηλούν τώρα έντονα την παρουσία τριών ακόμη ποικιλιών κουώρκς με τα ονόματα «χαριτωμένα», «αλήθεια» και «ομορφιά.»

Προς το παρόν, το καθένα απ’ αυτά τα κουώρκς δεν έχει ανιχνευθή εντελώς· μερικοί νομίζουν ότι ποτέ δεν θ’ απομονωθούν. Αλλά τα κουώρκς αποτελούν μια σταθερή θεωρητική βάσι για όλους τους φυσικούς που ασχολούνται με τα σωματίδια. Όπως συνέβη και με το νετρίνιο, οι επιστήμονες πιστεύουν στην ύπαρξί τους χωρίς να τα βλέπουν, επειδή μπορούν να τα χρησιμοποιούν για να προλέγουν τι θα κάνουν τα σωματίδια του ατόμου που μπορούν ν’ ανιχνευθούν κάτω από ωρισμένες συνθήκες.

Θα εξακολουθήση ο αριθμός των κουώρκς, τα οποία συνθέτουν τη σημερινή θεωρία, να εξηγή τα νέα σωματίδια που πρόκειται ν’ ανακαλυφθούν στο μέλλον; Θα ανακαλυφθούν περισσότερα κουώρκς; Θα απομονωθή ποτέ κάποιο κουώρκ; Είναι τα κουώρκς πραγματικά τα πιο «βασικά στοιχεία» του πυρήνα του ατόμου; Αν όχι, από τι αποτελείται το κουώρκ;

Ίσως ποτέ να μην απαντηθή πλήρως η ερώτησις «Από τι αποτελείται;» Κάθε φορά που η έρευνα της ύλης προχωρεί ένα βήμα, το λεγόμενο «βασικό στοιχείο» φαίνεται ότι αποτελείται από κάτι πιο απλό. (Τώρα γίνεται λόγος για «γλουόνια.») Θα τελειώση ποτέ η έρευνα; Ίσως η περιέργειά μας να μην ικανοποιηθή ποτέ τελείως. Για μερικούς, αυτή η προοπτική, δεν είναι απλώς αποθαρρυντική, αλλά και ψεύτικη. Αισθάνονται όπως και ο Χριστιανός απόστολος Παύλος: «Ω βάθος πλούτου και σοφίας και γνώσεως Θεού. Πόσον ανεξερεύνητοι είναι οι κρίσεις αυτού και ανεξιχνίαστοι αι οδοί αυτού.»—Ρωμ. 11:33