En kvark er en av grunnleggende partikler i fysikk. De blir med og danner hadroner, for eksempel protoner og nøytroner, som er komponenter i atomkjernene. Studiet av kvarker og samspillet mellom dem gjennom den sterke kraften kalles partikkelfysikk.
Antipartikkelen til en kvark er antikvarken. Kvarker og antikvier er de eneste to grunnleggende partiklene som samvirker gjennom alle fire fysiske krefter: gravitasjon, elektromagnetisme, og den sterke og svake interaksjoner.
Quarks og innesperring
En kvark stiller ut sperring, noe som betyr at kvarkene ikke blir observert uavhengig, men alltid i kombinasjon med andre kvarker. Dette gjør bestemmelse av egenskapene (masse, spinn og paritet) umulig å måle direkte; disse trekkene må utledes av partiklene som består av dem.
Disse målingene indikerer et ikke-heltallspinn (enten +1/2 eller -1/2), så kvarker er det fermioner og følg Pauli-eksklusjonsprinsipp.
I det sterke samspillet mellom kvarker utveksler de gluoner, som er masseløse vektormålebosoner som har et par farge- og antikoloravgifter. Når du bytter ut gluoner, endres fargen på kvarkene. Denne fargekraften er svakest når kvarkene er tett sammen og blir sterkere når de beveger seg fra hverandre.
Kvarker er så sterkt bundet av fargekraften at hvis det er nok energi til å skille dem, produseres et kvark-antikvarkpar og binder seg til enhver fri kvark for å produsere en hadron. Som et resultat blir gratis kvarker aldri sett alene.
Smaker av kvarker
Det er seks smaker av kvarker: opp, ned, rart, sjarm, bunn og topp. Smaken av kvarken bestemmer dens egenskaper.
Quarks med en kostnad på + (2/3)e er kalt up-type kvarker, og de med et gebyr på - (1/3)e er kalt down-type.
Det er tre generasjoner av kvarker, basert på par med svakt positivt / negativt, svakt isospin. Første generasjon kvarker er opp og ned kvarker, andre generasjons kvark er rare, og sjarmkvarker, tredje generasjons kvark er topp- og bunnkvarker.
Alle kvarkene har et baryontall (B = 1/3) og et leptonnummer (L = 0). Smaken bestemmer visse andre unike egenskaper, beskrevet i individuelle beskrivelser.
De opp og ned kvarkene utgjør protoner og nøytroner, sett i kjernen av vanlig materie. De er de letteste og mest stabile. De tyngre kvarkene produseres i kollisjoner med høy energi og råtner raskt ned og opp i kvarkene. En proton er sammensatt av to opp kvarker og en ned-kvark. Et nøytron er sammensatt av en opp kvark og to ned-kvark.
Første generasjons kvarker
Opp kvark (symbol u)
- Svak Isospin: +1/2
- Isospin (Jegz): +1/2
- Gebyr (andel av e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 1,5 til 4,0
Down quark (symbol d)
- Svak Isospin: -1/2
- Isospin (Jegz): -1/2
- Gebyr (andel av e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 4 til 8
Andre generasjons kvarks
Sjarmkvark (symbol c)
- Svak Isospin: +1/2
- Sjarm (C): 1
- Gebyr (andel av e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 1150 til 1350
Merkelig kvark (symbol s)
- Svak Isospin: -1/2
- Rart (S): -1
- Gebyr (andel av e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 80 til 130
Tredje generasjon Quarks
Toppkvark (symbol t)
- Svak Isospin: +1/2
- Topphet (T): 1
- Gebyr (andel av e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 170200 til 174800
Bunnkvark (symbol b)
- Svak Isospin: -1/2
- Bunnhet (B'): 1
- Gebyr (andel av e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 4100 til 4400