Martin Lewis Pearl nenašel jen částici. Objevil mezeru v našem chápání vesmíru.
Když Pearl v polovině 70. let objevil tau lepton, Standardní model částicové fyziky právě nabíral na síle. Popsal dvě generace základních částic. Třetí chyběl. To byla zjevná mezera v teorii. Pearlova práce tuto mezeru zaplnila.
Za tento konkrétní průlomový objev obdržel v roce 1995 Nobelovu cenu za fyziku. Ta nebyla udělena za blíže nespecifikovaný přínos, ale konkrétně za objev částice tau – masivního leptonu se záporným nábojem. Samotná částice je těžší než její „příbuzní“, elektron a mion. Rozpadá se rychleji, než stačíte mrknout. Za méně než biliontinu sekundy.
Pearl se o cenu podělila s Fredericem Reinesem. Reines objevil neutrina v 50. letech 20. století. Dva velké skoky. Dva laureáti Nobelovy ceny. Spojení mezi jejich prací je hluboce zakořeněno v historii výzkumu subatomárních částic.
Od chemického inženýrství k jaderné fyzice
Perlova cesta k Nobelově ceně nebyla přímá. K přímočarému měl daleko.
Narodil se v Brooklynu v roce 1927, absolvoval Brooklynský polytechnický institut v roce 1948. Institut je nyní součástí NYU Polytechnic School of Engineering. Jeho titul byl v chemickém inženýrství. Dva roky pracoval jako chemický inženýr. Pak změnil směr.
Vstoupil na Kolumbijskou univerzitu. Tam studoval jadernou fyziku a v roce 1955 získal titul doktora filozofie (Ph.D.).
V letech 1955 až 1963 vyučoval na University of Michigan. Poté se přestěhoval na Stanford University. Působil tam desítky let. V roce 2004 získal titul čestný profesor (emeritní profesor). Neopustil vědu, prostě změnil svou pozici.
Hledat v SLAC
Skutečná práce začala ve Stanford Linear Accelerator Center (SLAC).
V roce 1966 byla Pearl součástí týmu, který se snažil najít nové nabité leptony. Stlačili elektrony k sobě. Ale to, co hledali, se nenašlo. Pokus se nezdařil.
Změnilo se ale vybavení. Počátkem 70. let zahájil provoz nový urychlovač. Dosáhl energetických úrovní, které byly dříve nedosažitelné. Nešlo jen o aktualizaci. Byl to klíč od zamčených dveří.
Pearl použil tento urychlovač k záznamu čelních srážek elektronů a pozitronů. Pozitrony jsou antičástice elektronů. Jsou to zrcadlové obrazy s opačnými náboji.
Experimenty byly prováděny v letech 1974 až 1977. Ukázalo se, že data jsou „těžká“. Ne ve smyslu hustoty, ale ve smyslu hmotnosti.
Vysvětlení částice Tau
co viděli?
Těžké leptony. Později nazývané částice tau.
Jsou nestabilní. Nezůstávají na místě. Rozpadají se téměř okamžitě. Produkty rozpadu jsou neutrino a buď elektron nebo mion.
Pearl také objevil antau. Rozpadá se na neutrino a buď pozitron nebo antimion.
Proč je to důležité?
Protože dokázala existenci třetí generace základních částic. Předtím se fyzici domnívali, že stačí dvě generace. Data neodpovídala teorii. Standardní model byl neúplný.
Tau částice způsobila expanzi modelu. Stalo se nezbytným. Bez třetí generace se matematika částicové fyziky hroutí
