ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആരംഭത്തില്‍ നമുക്ക് ഇലക്‌ട്രോണ്‍ എന്ന ഒരു അടിസ്ഥാനകണത്തെക്കുറിച്ച് മാത്രമാണ് അറിയാമായിരുന്നത്. പിന്നിട് പ്രോട്ടോണിനെയും ന്യൂട്രോണിനെയും തിരിച്ചറിഞ്ഞു. 1950 കള്‍ ആയപ്പോഴേക്കും കണികാഭൗതികത്തിന്റെ (particle physics) അവസ്ഥ കുഴഞ്ഞുമറിഞ്ഞ നിലയിലായിരുന്നു. ഡസന്‍കണക്കിനു കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയിരുന്നെങ്കിലും അവയെ ശരിയായരീതിയില്‍ മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല. പ്രബല ന്യൂക്ലിയര്‍ ബലങ്ങളില്‍ (strong nuclear forces or interactions) ഉള്‍പ്പെട്ടവയെ പൊതുവെ ഹാഡ്രോണുകള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇവയില്‍ ന്യൂട്രോണ്‍, പ്രോട്ടോണ്‍ തുടങ്ങിയ കണങ്ങളെ ബാരിയോണുകള്‍ (baryon) എന്നും ദ്രവ്യമാനം (mass) കുറവായ പയോണ്‍ മുതലായ കണങ്ങളെ മെസോണുകള്‍ (meson) എന്നും വിളിക്കുന്നു.
1961 ല്‍ മുറെ ഗെല്‍മാന്‍ (Murray Gell -Mann) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ബാരിയോണുകളെയും മെസോണുകളെയും തരംതിരിച്ച് പട്ടികയിലാക്കാനുള്ള ഒരുവഴി കണ്ടെത്തി. ന്യൂട്രോണ്‍, പ്രോട്ടോണ്‍ തുടങ്ങിയ ബാരിയോണുകളെ ചേര്‍ത്ത് ഒരു അഷ്ടകം (octet), ദ്രവ്യമാനം (mass) കൂടിയ വേറൊരു പത്തെണ്ണത്തിനെ ചേര്‍ത്ത് ഒരു ദശകം (decuplet), മെസോണുകളുടെ മറ്റൊരു അഷ്ടകം എന്നിങ്ങനെപോയി ഗെല്‍മാന്റെ പട്ടിക. മെന്‍ഡെലീവിന്റെ ആവര്‍ത്തന പട്ടികയുടെ (periodic table of elements) കണ്ടെത്തലുകളുമായി ഇതിനെ താരതമ്യം ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ഈ പട്ടികയില്‍ ചില ഒഴിഞ്ഞ കള്ളികള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നു. അതില്‍ ഒന്നില്‍ 'ഒമേഗ' എന്ന കണത്തെ പ്രവചിക്കുകയും പിന്നീട് ഇതിനെ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തതോടെ ഗെല്‍മാന്‍ പ്രസിദ്ധനായി. 1969 ലെ നൊബേല്‍ പുരസ്‌ക്കാരം അദ്ദേഹത്തിന് ലഭിച്ചു. ഈ പട്ടിക വിശദീകരിക്കാനുള്ള ശ്രമമാണ് ക്വാര്‍ക്ക് എന്ന കണങ്ങളിലേക്ക് ശാസ്ത്രജ്ഞരെ എത്തിച്ചത്.
ഗെല്‍മാനെ കൂടാതെ ജോര്‍ജ് സ്വീഗ് എന്ന മറ്റൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞനും സ്വതന്ത്രമായി ഈ ആശയത്തിലേക്ക് എത്തി. ക്വാര്‍ക്ക് സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍ തുടങ്ങിയ ബാരിയോണുകള്‍ മൂന്ന് വീതം ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ അടങ്ങിയതാണ്. മെസോണുകള്‍ ആവട്ടെ ക്വാര്‍ക്കും അതിന്റെ പ്രതികണമായ ആന്റി ക്വാര്‍ക്കും ചേര്‍ന്നതാണ്. (ഒരേ ദ്രവ്യമാനം, എന്നാല്‍ വിപരീത വൈദ്യുതചാര്‍ജ് എന്നതാണ് കണവും പ്രതികണവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം.)
ആദ്യകാലത്തെ ക്വാര്‍ക്ക് സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് മൂന്നിനം ക്വാര്‍ക്കുകളാണ് ഉണ്ടായിരുന്നത്. പിന്നീട് അവയെ ആറാക്കി വിപുലപ്പെടുത്തി. ഇവയെ u,c,t,d,s,b എന്നീ ഇംഗ്ലീഷ് അക്ഷരങ്ങളെകൊണ്ട് സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇതില്‍ ആദ്യത്തെ മൂന്നിന്റെ (u, c, t) വൈദ്യുതചാര്‍ജ് പ്രോട്ടോണിന്റെ ചാര്‍ജിന്റെ 2/3 ഭാഗമാണ്. മറ്റു മൂന്നിന്റെ (d, s, b) ചാര്‍ജ് - 1/3 ഭാഗം വീതവും ആണ്. (u, u, d) എന്നിങ്ങനെ മൂന്ന് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ ചേര്‍ന്നാല്‍ പ്രോട്ടോണായി. (u, d, d) എന്നീ മൂന്നെണ്ണം ചേര്‍ന്നാല്‍ ന്യൂട്രോണാവുകയും ചെയ്യും.
ക്വാര്‍ക്കുകളെ സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയില്‍ ഇതുവരെ കണ്ടിട്ടില്ല. പ്രോട്ടോണില്‍നിന്ന് ഒരു ക്വാര്‍ക്കിനെ അടര്‍ത്തിമാറ്റാന്‍ ശ്രമിച്ചാല്‍ നടക്കില്ല. ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ തമ്മിലുള്ള അകലം കൂടുമ്പോള്‍ ആകര്‍ഷണബലവും കൂടുന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം. അവ വളരെ അടുത്തായിരിക്കുമ്പോള്‍ ആകര്‍ഷണം തീരെയില്ലതാനും. ക്വാര്‍ക്കുകളുടെ ഇത്തരം സ്വഭാവങ്ങളെക്കുറിച്ചെല്ലാം പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയാണ് ക്വാണ്ടം ക്രോമോ ഡൈനമിക്‌സ് (quantum
chromodynamics)

 

'എനിക്ക് ഈ കണങ്ങളുടെ പേരെല്ലാം ഓര്‍മ്മിക്കുവാനാകുമെങ്കില്‍, ഞാന്‍ ഒരു സസ്യശാസ്ത്രജ്ഞനായേനെ.'
- എന്റിക്കോ ഫെര്‍മി

*റിസര്‍ച്ച് സ്‌കോളര്‍, ഇന്‍ഡ്യന്‍ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കല്‍ ഇന്‍സ്റ്റിട്യൂട്ട്,
കൊല്‍ക്കത്ത