Free Press

Kwark to maleńka cząstka, która tworzy protony i neutrony. Atomy zbudowane są z protonów, neutronów i elektronów. Kiedyś sądzono, że wszystkie te trzy cząstki są cząstkami fundamentalnymi, których nie da się rozłożyć na nic mniejszego. Po wynalezieniu akceleratora cząstek odkryto, że elektrony są cząstkami fundamentalnymi, ale neutrony i protony już nie. Neutrony i protony składają się z kwarków, które są utrzymywane razem przez gluony.

Sześć cząstek w Modelu Standardowym to kwarki (zaznaczone na fioletowo). Każda z trzech pierwszych kolumn tworzy generację materii.

Istnieje sześć rodzajów kwarków. Rodzaje te nazywane są smakami. Są to: kwark górny, dolny, dziwny, uroczy, górny i dolny. Kwarki górny, uroczy i górny mają ładunek +2⁄3, natomiast kwarki dolny, dziwny i dziwny mają ładunek -1⁄3. Każdy kwark ma odpowiadający mu antykwark. Antykwarki mają ładunek przeciwny do ładunku swoich kwarków; co oznacza, że kwarki górne, urocze i szczytowe mają ładunek -2⁄3, a kwarki dolne, dziwne i dziwne mają ładunek +1⁄3.

Tylko kwarki górne i dolne znajdują się wewnątrz atomów normalnej materii. Dwa kwarki górne i jeden dolny tworzą proton (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 ładunek), podczas gdy dwa kwarki dolne i jeden górny tworzą neutron (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 ładunku). Pozostałe cztery smaki nie występują naturalnie na Ziemi, ale można je wytworzyć w akceleratorach cząstek. Niektóre z nich mogą również istnieć wewnątrz gwiazd.

Gdy dwa lub więcej kwarków jest utrzymywanych razem przez silną siłę jądrową, utworzona cząstka nazywa się hadronem. Kwarki, które tworzą liczbę kwantową hadronów nazywane są „kwarkami walencyjnymi”. Dwie rodziny hadronów to bariony (zbudowane z trzech kwarków walencyjnych) i mezony (zbudowane z kwarka i antykwarka).

Gdy kwarki są rozciągane coraz dalej i dalej, siła, która trzyma je razem staje się większa. Kiedy dochodzi do momentu, w którym kwarki są rozdzielane, tworzą one dwa zestawy kwarków, ponieważ energia włożona w próbę ich rozdzielenia jest wystarczająca do utworzenia dwóch nowych kwarków.

Obraz neutronu. Litera „u” oznacza kwark górny, a litera „d” oznacza kwark dolny. Neutron jest zbudowany z trzech kwarków i jest barionem (rodzajem hadronu). Kolory reprezentują kolor siły silnej w teorii kwantowej.

Pomysł (lub model) kwarków został zaproponowany przez fizyków Murraya Gell-Manna i George’a Zweiga w 1964 roku. Inni naukowcy zaczęli szukać dowodów na istnienie kwarków i udało im się to później w 1968 roku

.