Free Press

Een quark is een piepklein deeltje waaruit protonen en neutronen zijn opgebouwd. Atomen zijn opgebouwd uit protonen, neutronen en elektronen. Vroeger dacht men dat deze alle drie fundamentele deeltjes waren, die niet kunnen worden opgesplitst in iets kleiners. Na de uitvinding van de deeltjesversneller ontdekte men dat elektronen wel fundamentele deeltjes zijn, maar neutronen en protonen niet. Neutronen en protonen zijn opgebouwd uit quarks, die bij elkaar worden gehouden door gluonen.

Zes van de deeltjes in het Standaard Model zijn quarks (in paars weergegeven). Elk van de eerste drie kolommen vormt een generatie van materie.

Er zijn zes soorten quarks. De soorten worden flavours genoemd. De smaken zijn up, down, strange, charm, top en bottom. Up-, charm- en top-quarks hebben een lading van +2⁄3, terwijl down-, strange- en bottom-quarks een lading van -1⁄3 hebben. Elke quark heeft een bijpassende antiquark. Antiquarks hebben een lading tegengesteld aan die van hun quarks; dat betekent dat up-, charm- en top-antiquarks een lading hebben van -2⁄3 en dat down-, strange- en bottom-antiquarks een lading hebben van +1⁄3.

Alleen up- en down-quarks worden gevonden in atomen van normale materie. Twee up quarks en één down maken een proton (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 lading) terwijl twee down quarks en één up een neutron maken (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 lading). De andere vier smaken komen van nature op Aarde niet voor, maar ze kunnen wel gemaakt worden in deeltjesversnellers. Sommige kunnen ook in het binnenste van sterren voorkomen.

Wanneer twee of meer quarks door de sterke kernkracht bij elkaar worden gehouden, wordt het gevormde deeltje een hadron genoemd. Quarks die het quantumgetal van hadrons vormen, worden ‘valentie-quarks’ genoemd. De twee families van hadronen zijn baryonen (gemaakt van drie valentie-quarks) en mesonen (die gemaakt zijn van een quark en een antiquark).

Wanneer quarks steeds verder worden uitgerekt, wordt de kracht die ze bij elkaar houdt groter. Wanneer het punt is bereikt dat quarks worden gescheiden, vormen ze twee sets quarks, omdat de energie die wordt gestoken in de poging om ze te scheiden genoeg is om twee nieuwe quarks te vormen.

Een plaatje van een neutron. De ‘u’ staat voor een up quark, en de ‘d’ staat voor een down quark. Een neutron bestaat uit drie quarks, en is een baryon (een soort hadron). De kleuren staan voor de kleur sterke kracht in de kwantumtheorie.

Het idee (of model) voor quarks werd in 1964 voorgesteld door de natuurkundigen Murray Gell-Mann en George Zweig. Andere wetenschappers begonnen te zoeken naar bewijs voor quarks, en slaagden daar later in 1968 in