En kvark er en af grundlæggende partikler i fysik. De slutter sig til dannelse af hadroner, såsom protoner og neutroner, som er komponenter i atomkernerne. Undersøgelsen af kvarker og samspillet mellem dem gennem den stærke kraft kaldes partikelfysik.
En kvarks antipartikel er antikvarken. Kvarker og antikvarker er de eneste to grundlæggende partikler, der interagerer gennem alle fire fysiske kræfter: gravitation, elektromagnetisme, og den stærke og svage interaktioner.
Kvarker og indeslutning
En kvark udstiller indespærring, hvilket betyder, at kvarkerne ikke overholdes uafhængigt, men altid i kombination med andre kvarker. Dette gør bestemmelse af egenskaber (masse, spin og paritet) umulig at måle direkte; disse træk skal udledes af de partikler, der er sammensat af dem.
Disse målinger angiver et ikke-heltal spin (enten +1/2 eller -1/2), så kvarkerne er fermioner og følg Pauli-udelukkelsesprincip.
I det stærke samspil mellem kvarker udveksler de gluoner, som er masseløse vektormåler-bosoner, der bærer et par farve- og anticolor-ladninger. Ved udskiftning af gluoner ændres kvarkernes farve. Denne farvekraft er svagest, når kvarkerne er tæt på hinanden og bliver stærkere, når de bevæger sig fra hinanden.
Kvarker er så stærkt bundet af farvekraften, at hvis der er nok energi til at adskille dem, produceres et kvark-antikark-par og binder til enhver fri kvark til at producere en hadron. Som et resultat ses gratis kvarker aldrig alene.
Smag af kvarker
Der er seks varianter af kvarker: op, ned, mærkelig, charme, bund og top. Smagen af kvarken bestemmer dens egenskaber.
Quarks med et gebyr på + (2/3)e hedder up-typen kvarker, og dem med et gebyr på - (1/3)e hedder ned-typen.
Der er tre generationer af kvarker, baseret på par svage positive / negative, svage isospin. Den første generation af kvarker er op og ned på kvarkerne, anden generation af kvarker er mærkelig, og charmerende kvarker, den tredje generation af kvarker er øverste og nederste kvarker.
Alle kvarker har et baryonnummer (B = 1/3) og et leptonnummer (L = 0). Smagen bestemmer visse andre unikke egenskaber, der er beskrevet i individuelle beskrivelser.
De op- og nedadgående kvarker udgør protoner og neutroner set i kernen i almindeligt stof. De er de letteste og mest stabile. De tungere kvarker produceres i højenergikollisioner og nedbrydes hurtigt til op- og ned-kvarker. En proton er sammensat af to op kvarker og en ned kvark. Et neutron er sammensat af en op kvark og to ned kvark.
Første generation af Quarks
Op kvark (symbol u)
- Svag Isospin: +1/2
- Isospin (jegz): +1/2
- Gebyr (andel af e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 1,5 til 4,0
Ned kvark (symbol d)
- Svag Isospin: -1/2
- Isospin (jegz): -1/2
- Gebyr (andel af e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 4 til 8
Anden generation Quarks
Charmkvark (symbol c)
- Svag Isospin: +1/2
- Charme (C): 1
- Gebyr (andel af e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 1150 til 1350
Mærkelig kvark (symbol s)
- Svag Isospin: -1/2
- Mærkelighed (S): -1
- Gebyr (andel af e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 80 til 130
Tredje generations kvarker
Øverste kvark (symbol t)
- Svag Isospin: +1/2
- Topness (T): 1
- Gebyr (andel af e): +2/3
- Masse (i MeV / c2): 170200 til 174800
Nederste kvark (symbol b)
- Svag Isospin: -1/2
- Jordbund (B'): 1
- Gebyr (andel af e): -1/3
- Masse (i MeV / c2): 4100 til 4400