Definition av kvarkar i fysik

En kvark är en av de grundläggande partiklarna i fysiken. De går samman för att bilda hadroner, såsom protoner och neutroner, som är komponenter i atomkärnorna. Studien av kvarkar och interaktioner mellan dem genom den starka kraften kallas partikelfysik.

Kvarkens antipartikel är antikvarken. Kvarkar och antikvarker är de enda två grundläggande partiklarna som samverkar genom alla fyra grundläggande krafter i fysik: gravitation, elektromagnetism och de starka och svaga interaktionerna.

Kvarkar och inneslutning

En kvark ställer ut förlossning, vilket innebär att kvarkarna inte observeras oberoende utan alltid i kombination med andra kvarkar. Detta gör att bestämning av egenskaperna (massa, snurr och paritet) omöjligt att mäta direkt; dessa egenskaper måste härledas från de partiklar som består av dem.

Dessa mätningar indikerar en icke-heltal snurr (antingen +1/2 eller -1/2), så kvarker är det fermioner och följ Pauli-uteslutningsprincipen.

I den starka växelverkan mellan kvarkar utbyter de gluoner, som är masslösa vektormängdsbosoner som har ett par färg- och antikolorladdningar. Vid utbyte av gluoner förändras kvarkarnas färg. Denna färgkraft är svagast när kvarkarna är nära varandra och blir starkare när de rör sig isär.

Kvarker är så starkt bundna av färgkraften att om det finns tillräckligt med energi för att separera dem, produceras ett kvark-antikvarkpar och binder till varje fri kvark för att producera en hadron. Som ett resultat ses fria kvarkar aldrig ensamma.

Smaker av Quarks

Det finns sex smaker av kvarkar: upp, ner, konstigt, charm, botten och topp. Smaken på kvarken avgör dess egenskaper.

Kvarkar med en avgift på + (2/3)e kallas up-typ kvarkar, och de med en avgift på - (1/3)e kallas ner-typ.

Det finns tre generationer av kvarkar, baserade på par av svagt positivt / negativt, svagt isospin. Den första generationens kvarkar är upp och ner kvarkar, andra generationens kvarkar är konstiga och charmiga kvarkar, tredje generationens kvarkar är topp- och bottenkvarkor.

Alla kvarkar har ett baryonnummer (B = 1/3) och ett leptonnummer (L = 0). Smaken bestämmer vissa andra unika egenskaper som beskrivs i individuella beskrivningar.

De upp och ner kvarkarna utgör protoner och neutroner, sett i kärnan i vanlig materia. De är de lättaste och mest stabila. De tyngre kvarkarna produceras i högenergikollisioner och försvinner snabbt i upp- och ner-kvarkar. En proton består av två upp kvarkar och en ner kvark. En neutron består av en upp kvark och två ner kvark.

Första generationens kvarkar

Upp kvark (symbol u)

• Svag Isospin: +1/2
• Isospin (jag_z): +1/2
• Avgift (andel av e): +2/3
• Massa (i MeV / c²): 1,5 till 4,0 

Ner kvark (symbol d)

• Svag Isospin: -1/2
• Isospin (jag_z): -1/2
• Avgift (andel av e): -1/3
• Massa (i MeV / c²): 4 till 8