Ett team av fysiker vid University of California, Berkeley, har gjort ett genombrott för att förstå hur materia bildas. Teamet, ledd av professor Richard Scalettar, har utvecklat en ny metod för att beräkna egenskaperna hos subatomära partiklar som kallas kvarkar. Denna metod, som kallas den "funktionella renormaliseringsgruppen", tillåter fysiker att studera interaktionerna mellan kvarkar på ett sätt som tidigare var omöjligt.

Kvarkar är materiens grundläggande byggstenar. De är extremt små partiklar som bara kan ses med de mest kraftfulla mikroskopen. Quarks finns i sex olika typer, kallade "smaker". Upp- och nedkvarkarna är de vanligaste kvarkarna, och de utgör protoner och neutroner. De andra fyra kvarkarna är mycket ovanligare, och de finns i partiklar som mesoner och baryoner.

Samspelet mellan kvarkar styrs av den starka kärnkraften. Den starka kärnkraften är den starkaste kraften i naturen, men den är också mycket kortdistanserad. Det betyder att kvarkar bara kan interagera med varandra när de är väldigt nära varandra.

Den funktionella renormaliseringsgruppmetoden tillåter fysiker att studera interaktionerna mellan kvarkar på ett sätt som tar hänsyn till den starka kärnkraftens korta räckvidd. Detta har gjort det möjligt för teamet på Berkeley att göra ett antal viktiga upptäckter om egenskaperna hos kvarkar.

En av de viktigaste upptäckterna är att kvarkar inte är fria partiklar. De binds istället ihop i ett hav av virtuella partiklar. Dessa virtuella partiklar skapas och utplånas ständigt, och de ger upphov till den starka kärnkraften.

En annan viktig upptäckt är att kvarkars egenskaper beror på i vilken miljö de finns. Det betyder att samma kvarg kan ha olika egenskaper i olika partiklar.

Resultaten av teamet på Berkeley är ett stort genombrott i vår förståelse av hur materia bildas. De ger nya insikter om den starka kärnkraften och egenskaperna hos kvarkar. Detta arbete kommer att bana väg för framtida upptäckter inom partikelfysik och kosmologi.