Roberto Peccei και Helen Quinn, Οδηγώντας γύρω από το Στάνφορντ με ένα Clunky Jeep

Πριν από τέσσερις δεκαετίες, η Helen Quinn και ο Roberto Peccei αντιμετώπισαν ένα από τα μεγάλα προβλήματα στη θεωρητική σωματιδιακή φυσική:το πρόβλημα ισχυρής ισοτιμίας φορτίου (CP). Γιατί σπάει η συμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης σε ασθενείς αλληλεπιδράσεις, οι οποίες ευθύνονται για την πυρηνική διάσπαση, αλλά όχι σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις, που συγκρατούν την ύλη ενωμένη;

"Το ακαδημαϊκό έτος 1976-77 ήταν ιδιαίτερα συναρπαστικό για μένα επειδή η Helen Quinn και ο Steven Weinberg επισκέπτονταν το τμήμα φυσικής του Στάνφορντ", είπε ο Peccei στο Quanta σε ένα email. «Η Έλεν κι εγώ είχαμε παρόμοια ενδιαφέροντα και σύντομα αρχίσαμε να συνεργαζόμαστε».

Ενθαρρυμένοι από τον Weinberg, ο οποίος θα κέρδιζε το βραβείο Νόμπελ φυσικής το 1979 για το έργο του σχετικά με την ενοποίηση των ηλεκτροαδύναμων αλληλεπιδράσεων, ο Quinn και ο Peccei σημείωσαν μια αλληλεπίδραση που παραβιάζει το CP, της οποίας η ισχύς μπορεί να χαρακτηριστεί από μια γωνιακή μεταβλητή, τη θήτα. Ήξεραν ότι η θήτα έπρεπε να είναι μικρή, αλλά κανείς δεν είχε έναν κομψό μηχανισμό για να εξηγήσει τη μικρότητά της.

«Στον Στιβ άρεσε να συζητάμε για τη φυσική κατά τη διάρκεια του μεσημεριανού γεύματος, και η Έλεν και εγώ συχνά τον συνοδεύαμε», είπε ο Πέτσει. "Ο Steve ανέκαθεν ανέφερε το πρόβλημα θήτα στις μεσημεριανές συζητήσεις μας, προτρέποντάς μας να βρούμε μια φυσική λύση για το γιατί ήταν τόσο μικρό."

Ο Κουίν είπε μέσω email ότι αυτή και ο Peccei ήξεραν δύο πράγματα:Το πρόβλημα εξαφανίζεται εάν κάποια κουάρκ έχουν μηδενική μάζα (κάτι που φαίνεται να κάνει το θή άσχετο) και «στο πολύ πρώιμο καυτό σύμπαν όλα τα κουάρκ έχουν μηδενική μάζα». Αναρωτήθηκαν πώς θα μπορούσε «η θήτα να είναι άσχετη στο πρώιμο σύμπαν, αλλά έχει σημασία όταν κρυώσει αρκετά ώστε τα κουάρκ να πάρουν τη μάζα τους;»

Προχώρησαν στη σύνταξη ενός «εντελώς λανθασμένου εγγράφου με βάση τα συμπεράσματα που αντλήσαμε από αυτό το σύνολο γεγονότων», είπε ο Κουίν. Πήγαν στο Weinberg, τα σχόλια του οποίου βοήθησαν να διευκρινιστεί η σκέψη τους και, όπως είπε, «μας έβαλαν στο σωστό δρόμο».

Συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν φυσικά να φτάσουν σε μια μηδενική τιμή για το θήτα απαιτώντας μια νέα συμμετρία, γνωστή πλέον ως μηχανισμός Peccei-Quinn. Εκτός από μια από τις δημοφιλείς προτεινόμενες λύσεις στο πρόβλημα του ισχυρού CP, η συμμετρία Peccei-Quinn προβλέπει επίσης την ύπαρξη ενός υποθετικού σωματιδίου «αξίου», το οποίο έχει γίνει βασικός πυλώνας στις θεωρίες της υπερσυμμετρίας και του κοσμικού πληθωρισμού και έχει προταθεί ως υποψήφιο για σκοτεινή ύλη.

Εκείνο το έτος στο Στάνφορντ, ο Κουίν και ο Πέτσει αλληλεπιδρούσαν τακτικά με την ομάδα θεωρίας στο Κέντρο Γραμμικού Επιταχυντή του Στάνφορντ (SLAC) καθώς και με μια άλλη ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σάντα Κρουζ. «Σχηματίσαμε μια μεγάλη και δραστήρια ομάδα θεωρητικών, η οποία δημιούργησε μια υπέροχη ατμόσφαιρα ανοιχτής συζήτησης και συνεργασίας», είπε η Κουίν, προσθέτοντας ότι θυμάται «καβαλούσαμε με τον Ρομπέρτο ​​πέρα ​​δώθε από το Στάνφορντ στο SLAC με το κίτρινο και αδέξιο τζιπ του, μιλώντας για φυσική. ιδέες όπως πήγαμε.»