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Un quark est une minuscule particule qui compose les protons et les neutrons. Les atomes sont constitués de protons, de neutrons et d’électrons. On pensait autrefois que ces trois éléments étaient des particules fondamentales, qui ne pouvaient être décomposées en rien de plus petit. Après l’invention de l’accélérateur de particules, on a découvert que les électrons étaient des particules fondamentales, mais pas les neutrons et les protons. Les neutrons et les protons sont constitués de quarks, qui sont maintenus ensemble par des gluons.

Six des particules du modèle standard sont des quarks (représentés en violet). Chacune des trois premières colonnes forme une génération de matière.

Il existe six types de quarks. Les types sont appelés saveurs. Les saveurs sont up, down, strange, charm, top et bottom. Les quarks up, charm et top ont une charge de +2⁄3, tandis que les quarks down, strange et bottom ont une charge de -1⁄3. À chaque quark correspond un antiquark. Les antiquarks ont une charge opposée à celle de leurs quarks ; ce qui signifie que les antiquarks up, charm et top ont une charge de -2⁄3 et que les antiquarks down, strange et bottom ont une charge de +1⁄3.

Seuls les quarks up et down se trouvent à l’intérieur des atomes de matière normale. Deux quarks up et un down forment un proton (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 charge) tandis que deux quarks down et un up forment un neutron (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 charge). Les quatre autres saveurs ne sont pas observées naturellement sur Terre, mais elles peuvent être fabriquées dans des accélérateurs de particules. Certains d’entre eux peuvent également exister à l’intérieur des étoiles.

Lorsque deux quarks ou plus sont maintenus ensemble par la force nucléaire forte, la particule formée s’appelle un hadron. Les quarks qui constituent le nombre quantique d’hadrons sont nommés « quarks de valence ». Les deux familles d’hadrons sont les baryons (composés de trois quarks de valence) et les mésons (qui sont composés d’un quark et d’un antiquark).

Lorsque les quarks sont étirés de plus en plus loin, la force qui les maintient ensemble devient plus grande. Quand on en arrive au point où les quarks sont séparés, ils forment deux ensembles de quarks, parce que l’énergie qui est mise à essayer de les séparer est suffisante pour former deux nouveaux quarks.

Une image d’un neutron. Le ‘u’ représente un quark up, et le ‘d’ un quark down. Un neutron est composé de trois quarks, et est un baryon (un type de hadron). Les couleurs représentent la couleur force forte dans la théorie quantique.

L’idée (ou modèle) des quarks a été proposée par les physiciens Murray Gell-Mann et George Zweig en 1964. D’autres scientifiques ont commencé à chercher des preuves de l’existence des quarks, et ont réussi plus tard en 1968

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