En kvark är en av de grundläggande partiklarna i fysiken. De förenas för att bilda hadroner, såsom protoner och neutroner, som är komponenter i atomernas kärnor. Studien av kvarkar och växelverkan mellan dem genom den starka kraften kallas partikelfysik
Antipartikeln till en kvark är antikvarken. Kvarkar och antikvarkar är de enda två fundamentala partiklar som interagerar genom alla fyra grundläggande krafter i fysiken: gravitation, elektromagnetism och de starka och svaga interaktionerna
Quarks and Confinement
En kvarg uppvisar
instängd
, vilket innebär att kvarkarna inte observeras oberoende utan alltid i kombination med andra kvarkar. Detta gör det omöjligt att bestämma egenskaperna (massa, spin och paritet) att mäta allvarliga ctly; dessa egenskaper måste härledas från de partiklar som består av dem.
Dessa mätningar indikerar ett spinn som inte är heltal (antingen +1/2 eller -1/2), så kvarkar är fermioner
och följ Paulis uteslutningsprincip.
I det starka samspelet mellan kvarkar byter de gluoner, som är masslösa vektormätare bosoner som bär ett par färg- och antifärgladdningar. När man byter gluoner ändras färgen på kvarkarna. Denna färgkraft är svagast när kvarkarna är nära varandra och blir starkare när de rör sig isär.
Kvarkar är så starkt bundna av färgkraften att om det finns tillräckligt med energi för att separera dem bildas ett kvark-antikvarkpar och binder med valfri kvarg för att producera en hadron. Som ett resultat ses fria kvarkar aldrig ensamma.
Flavors of Quarks
Det finns sex
smaker
av kvarkar: upp, ner, konstigt, charm, botten och topp. Smaken av kvarken bestämmer dess egenskaper.
Quarks med en avgift på +(2/3)
e
kallas
upp-typ
kvarkar, och de med en avgift på -(1/3)
e
kallas down-type
.
Det finns tre
generationer av kvarkar, baserat på par av svaga positiva/negativa, svaga isospin. Första generationens kvarkar är upp och ner kvarkar, andra generationens kvarkar är konstiga, och charmkvarkar, tredje generationens kvarkar är topp- och bottenkvarkar.
Alla kvarkar har ett baryonnummer (B = 1/3) och ett leptontal (L = 0) . Smaken bestämmer vissa andra unika egenskaper, som beskrivs i individuella beskrivningar.
Upp- och nerkvarkarna utgör protoner och neutroner, sett i kärnan av vanlig materia. De är de lättaste och mest stabila. De tyngre kvarkarna produceras vid högenergikollisioner och sönderfaller snabbt till upp- och nerkvarkar. En proton är sammansatt av två uppkvarkar och en nedkvarkar. En neutron består av en uppkvarkar och två nedkvarkar.
Första generationens kvarkar
Upp kvark (symbol
u
)
Isospin (
Iz
): +1/2
): +2/3
1,5 till 4,0
Down Quark (symbol
d
)
Svag isospin:
-1/2
Iz):
e): -1/3
Andra generationens Quarks
- Charmkvark (symbol
c
)
Svag isospin:
+1/2
C
):
1
e
): +2/3
1150 till 1350
- Svag Isospin: -1/ 2
- Konstighet (
S
):
- -1
- Massa (i MeV/c2
):
- 80 till 130
- Topphet (
T
):
- Mass (i MeV/c
- 2
:
- Svag Isospin: -1 /2
- Bottomness (B'
): 1
Debitering (andel av
e
): -1/ 3
- Massa (i MeV/c2
): 4100 till 4400
Konstig kvarg (symbol
s)
Debitering (andel av
e
): -1/ 3
Tredje generationens Quarks
Toppkvarg (symbol
t)
Svag Isospin:
+1/2
1
Debitering (andel av
e
): +2/3
170200 till 174800
- Bottenkvarg (symbol
b
)
