Protóny, neutróny a elektróny

Na základe pozorovania, že prvky obsahujú rôzne kombinácie rovnakých stavebných častíc, sa nakoniec znížil počet elementárnych častíc z počtu všetkých prvkov na iba tri častice: protóny, neutróny a elektróny. S týmito tromi časticami mohli fyzici vysvetliť všetku známu hmotu. Protóny a neutróny sú približne 2000-krát ťažšie ako elektróny, takže je to ich počet, čo určuje hmotnosť atómu. Počet protónov, ktoré sú kladne elektricky nabité, je zhodný s počtom elektrónov v atóme a určuje jeho chemické vlastnosti.

Atómy sa skladajú z neutrónov a protónov viazaných v jadre a elektrónov

Začiatkom 20. storočia však fyzici zaznamenali ďalšiu explóziu zložitosti. Pri skúmaní častíc prichádzajúcich z vesmíru pozorovali iné častice popri protónoch, neutrónoch a elektrónoch. Pýtali sa sami seba, kam tieto častice patria. Odpoveď poskytla opäť symetria. Skúmaním vlastností všetkých častíc a ich usporiadaním do „periodickej tabuľky“ našli dvaja fyzici symetrie, ktoré odhalili prítomnosť menších častíc vo vnútri protónov, neutrónov a nových častíc. Táto periodická tabuľka je známa pod názvom „Osmoraká cesta“. Bola takto nazvaná v roku 1964 Murray Gell-Mannom a Yuval Neemanom a čoskoro zistíme prečo. Gell-Mann ešte predtým zaznamenal novú vlastnosť niektorých nových častíc, ktoré boli objavené. Keďže tieto nové častice boli podivné, nazval túto vlastnosť podivnosťou.

Gell-Mann a Neeman dostali v roku 1969 Nobelovu cenu

Gell-Mann a Neeman vo svojej knihe Osmoraká cesta predpokladali, že protóny a neutróny by mohli byť zložené z dvoch druhov menších častíc. Vlastnosť nazvaná podivnosť, ktorá bola pozorovaná u exotickejších častíc, bola v ich teórii spätá s tretím druhom menších častíc. Gell-Mann nazval tieto tri typy častíc kvarky, pričom tento názov si požičal z románu Jamesa Joycea „Finnigan’s Wake“, ktorý obsahuje riadok „three quarks for muster mark“.