Definizione di quark in fisica

Un quark è una delle particelle fondamentali in fisica. Si uniscono per formare adroni, come protoni e neutroni, che sono componenti dei nuclei degli atomi. Lo studio dei quark e delle interazioni tra loro attraverso la forza forte si chiama fisica delle particelle.

L'antiparticella di un quark è l'antiquark. Quark e antiquark sono le uniche due particelle fondamentali che interagiscono attraverso tutte e quattro le forze fondamentali della fisica: gravitazione, elettromagnetismo e interazioni forti e deboli.

Quark e confinamento

Un quark espone confinamento, ciò significa che i quark non vengono osservati in modo indipendente ma sempre in combinazione con altri quark. Ciò rende impossibile determinare direttamente le proprietà (massa, rotazione e parità); questi tratti devono essere dedotti dalle particelle composte da essi.

Queste misure indicano una rotazione non intera (+1/2 o -1/2), quindi lo sono i quark fermioni e seguire il principio di esclusione di Pauli.

Nella forte interazione tra i quark, si scambiano gluoni, che sono bosoni di calibro vettoriale senza massa che portano una coppia di cariche di colore e anticolore. Quando si scambiano i gluoni, il colore dei quark cambia. Questa forza di colore è più debole quando i quark sono vicini tra loro e diventa più forte man mano che si allontanano.

I quark sono così fortemente legati dalla forza del colore che se c'è energia sufficiente per separarli, viene prodotta una coppia quark-antiquark che si lega a qualsiasi quark libero per produrre un adrone. Di conseguenza, i quark gratuiti non vengono mai visti da soli.

Sapori di quark

Ce ne sono sei sapori di quark: su, giù, strano, fascino, fondo e cima. Il sapore del quark determina le sue proprietà.

Quark con un addebito di + (2/3)e sono chiamati up di tipo quark e quelli con un addebito di - (1/3)e sono chiamati down-tipo.

Ce ne sono tre generazioni di quark, basato su coppie di isospina debole positiva / negativa, debole. I quark di prima generazione sono quark up e down, i quark di seconda generazione sono strani e quark di fascino, i quark di terza generazione sono quark top e bottom.

Tutti i quark hanno un numero barionico (B = 1/3) e un numero leptonico (L = 0). Il sapore determina alcune altre proprietà uniche, descritte nelle singole descrizioni.

I quark up e down formano protoni e neutroni, visti nel nucleo della materia ordinaria. Sono i più leggeri e stabili. I quark più pesanti vengono prodotti in collisioni ad alta energia e rapidamente si decompongono in quark su e giù. Un protone è composto da due quark up e un quark down. Un neutrone è composto da un quark up e due quark down.

Quark di prima generazione

Up quark (simbolo u)

• Isospin debole: +1/2
• Isospin (io_z): +1/2
• Carica (proporzione di e): +2/3
• Massa (in MeV / c²): Da 1,5 a 4,0 

Quark giù (simbolo d)

• Isospin debole: -1/2
• Isospin (io_z): -1/2
• Carica (proporzione di e): -1/3
• Massa (in MeV / c²): Da 4 a 8