"צבע" – חבורת הסימטריה SU3 נשמרת בצורה מדויקת

גילוי הניטרון ב-1932 הוביל לרעיון שגרעין האטום מורכב מניטרונים ומפרוטונים. ואולם, התבוננות מעמיקה יותר הראתה שכל ניטרון ופרוטון מורכב משלושה קווארקים שונים, הנבדלים בתכונה המכונה "צבע". הקווארקים שבניטרון ובפרוטון קשורים זה לזה על ידי כוח הנקרא "כוח הצבע". משתנה הצבע יכול לקבל אחד משלושה ערכים: "אדום", "ירוק" ו"כחול" (שאין להם שום קשר לצבעים המוכרים מהחוויה האנושית). אובייקטים בעלי צבע הם חסומים. הם אינם יכולים להתקיים בטבע בנפרד מהתלכידים הקושרים אותם, ומעולם לא הבחנו בקווארק בודד. התורה הזאת סימטרית לחלוטין תחת חבורת הסימטריות SU₃(color), היכולה להמיר את הצבעים זה בזה.

הביטוי המוצג כאן מגלם את פונקציית לגראנז' של הכרומודינמיקה הקוואנטית ("QCD"), הייצוג המתמטי המקודד את הדינמיקה של אינטראקציות חזקות. אינטראקציות חזקות הן הקשרים הנוצרים על ידי הכוח החזק, שהוא אחד מהכוחות הפיזיקליים היסודיים בטבע, לצד כוח הכובד, הכוח החלש והכוח האלקטרומגנטי. הביטוי הזה "יפה" משום שיש בו אמת. יש יופי גם בחסכנות שלו, אף שההצגה הדחוסה הזאת מטאטאת חלק מהסיפור אל מתחת לשטיח. יש בביטוי שלושה רכיבים, ששני הראשונים שבהם, L_gl ו-L_q, מקודדים את האפקטים של השדות הקשורים לגלואונים ולקווארקים בהתאמה, ואילו הרכיב L_addl מכיל גורמים נוספים ובהם השדה האחראי לגילויו של בוזון היגס (בתורת השדות הקוונטית, שכרומודינמיקה קוונטית היא חלק ממנה, חלקיק מתואר על ידי שדה).

אני זוכר כיצד הגעתי, יחד עם כמה עמיתים, לניסוח הזה. לא עשינו זאת בפרץ של אינטואיציה, אלא הודות להצטברות ממושכת של עבודה עקבית; הביטוי הזה אינו מבטא רק אמת על העולם, אלא גם עבודה רבה לאורך זמן, וכל אחד מרכיביו נקטף בדי עמל מתוך גוף ידע שהלך והתגלה לאורך שנים. עם חלוף הזמן, אני ואחרים הגענו לתובנות לגבי הדברים שצריכים להשתלב בתיאור הזה. עליי להוסיף שבאותה עת הדרך שבה ראינו את הכוח החזק הייתה שונה מזו שבה ראו אותו רבים אחרים בקהילה. בכל שלב יכולנו לעצור, ולהשאיר דברים רבים יותר בתוך רכיב ה"גורמים הנוספים", אבל היינו מרוצים מהצורה הזאת. היא שלמה ומקיימת את תנאי הסימטריה הנכפים על ידי חבורת הסימטריה SU₃. העיקרון הזה מנע מאיתנו לנדוד אל טריטוריה שעדיין לא הייתה מוכרת באותם ימים. על כן, אף שהנוסחה נכונה, במובן מסוים היא אינה שלמה, משום שתמיד יש עוד פרטים להוסיף – אנו יודעים שיש שם עוד שדות סקלריים, מלבד שדה היגס, אלא שהשדות האלה עדיין אינם ברורים די הצורך – כלומר יש עוד מה לגלות, וגם זה, כשלעצמו, מרנין ויפה.