photon tự chuyển đổi năng lượng thành các cặp hạt vật chất-phản vật chất
mà ngày tức khắc sẽ hủy lẫn nhau, trả năng lượng về lại photon. Những biến
hóa khôn lường này được thâu tóm trong phương trình nổi tiếng nhất của
Einstein: E = mc
2
, công thức hai chiều để tính năng lượng có giá trị bằng bao
nhiêu vật chất và vật chất giá trị bằng bao nhiêu năng lượng. Phần c
2
là bình
phương tốc độ ánh sáng – một con số khổng lồ mà khi nhân thêm khối
lượng sẽ nhắc nhở ta nhớ rằng hoạt động này thực chất có thể sinh ra biết
bao nhiêu năng lượng.
Ngay trước, trong và sau khi lực mạnh và lực điện yếu giã biệt nhau, vũ
trụ là nồi lẩu sục sôi các hạt quark, lepton và các anh chị em phản vật chất
của chúng, cùng với boson là hạt cho phép diễn ra tương tác. Không họ hạt
nào ở đây được cho rằng có thể phân thành thứ gì nhỏ hơn hay cơ bản hơn,
dù rằng mỗi họ xuất hiện dưới nhiều dạng thức khác nhau. Hạt photon thông
thường là thành viên thuộc họ hạt boson. Các hạt lepton quen thuộc nhất đối
với dân không phải chuyên ngành vật lý chính là hạt electron và có lẽ cả
neutrino; còn hạt quark quen thuộc nhất là… chà, không có hạt quark quen
thuộc nào cả. Mỗi hạt trong sáu tiểu loại của quark được gán cho những cái
tên trừu tượng chẳng phục vụ mục đích bác ngữ học, triết học hay sư phạm
gì, ngoài trừ việc để tiện phân biệt chúng với nhau, đó là: lên và xuống,
duyên và lạ, đỉnh và đáy.
Boson, tiện thể, được đặt theo tên nhà khoa học Ấn Độ, Satyendra Nath
Bose. Tên gọi lepton thì bắt nguồn từ leptos trong tiếng Hy Lạp, nghĩa là
“nhẹ” hoặc “nhỏ”. Từ “quark”, tuy vậy, có nguồn gốc văn chương và giàu trí
tưởng tượng hơn nhiều. Nhà vật lý học Murray Gell-Mann vào năm 1964 đã
đề xuất hạt quark là thành phần nội tại của các neutron và proton, thời ấy
ông vốn nghĩ rằng họ quark chỉ có ba thành viên, và ông rút ra tên gọi quark
từ một câu văn khó hiểu đúng chất James Joyce trong cuốn sách Finnegans
Wake: “Ba quark cho Muster Mark!” Các hạt quark có một cái hay: tất cả tên
gọi của chúng đều đơn giản – một điều mà các nhà hóa học, sinh vật học và
nhất là các nhà địa chất học dường như không có khả năng đạt được khi cần
đặt tên cho mấy món đồ của họ.
