Кварк

Кварки в ядрената физика се наричат вид елементарни частици, считани за фундаменталните градивни елементи на материята. Кварките се комбинират, за да образуват съставни частици, наречени адрони, най-стабилните от които са протоните и неутроните, компоненти на атомните ядра. Те никога не се наблюдават директно, нито се откриват изолирано; могат да бъдат открити само в рамките на адроните, които включват бариони (като например протоните и неутроните) и мезони.

Кварките имат различни присъщи свойства, включително електрически заряд, маса, цветен заряд и спин.

Видове кварки 
За да обясни свойствата на елементарните частици, през 1963 година американският физик Мъри Гел-Ман предлага теоретичен модел, съгласно който всички бариони и мезони са изградени от по-малки частици, наречени кварки. Думата „кварк“ няма определено смислово значение. С присъщо на физиците чувство за хумор Гел-Ман я заимства от романа „Бдение над Финеган“ на известния писател Джеймс Джойс, чийто герой в съня си чува странната фраза „Три кварка за мистър Марк“.

Първоначално кварковият модел на адроните (това е общото наименование на мезоните и барионите) включва 3 кварка, които се означават със символите u, d и s. Това са първите букви от названията на кварките на английски език (имената им са дадени съвсем произволно): up (горен), down (долен) и strange (странен). Кварките са единствените частици с дробен електричен заряд. u-кваркът има положителен заряд +2е/3, докато d- и s- кварките са носители на отрицателен заряд –е/3.

Според съвременните представи цялата материя е изградена от 6 лептона и 6 кварка. Всички досегашни опити да се изолират отделни кварки са завършили с неуспех. Независимо от това съществуват убедителни косвени експериментални доказателства за съществуването на кварките. Експериментално са определени и техните маси. Шестият, т.нар. топ-кварк, е открит през 1995 г. на ускорителя във „Фермилаб“ (САЩ). Неговата маса е 340 000 пъти по-голяма от масата на електрона и 185 пъти по-голяма от масата на протона.

На всеки кварк съответства антикварк със същата маса, но с противоположен електричен заряд.

Описание 
Заедно с лептоните те са един от двата вида фермиона със спин −½. Обектите, съставени от кварки, се наричат адрони, като най-известните примери са протонът и неутронът. Кварките се различават от лептоните по наличието на допълнително квантово число, наречено цвят. Освен това лептоните имат цял електрически заряд (−1 или 0 в единици електронен заряд), докато кварките имат дробен електрически заряд или 

Според Квантовата хромодинамика (КХД) всеки обект който има цветен заряд различен от нула, не може да бъде наблюдаван в свободно състояние. Това свойство се нарича конфайнмънт (от англ. confinement). Те са затворени в безцветните адрони. Ето защо отделни кварки не са наблюдавани. Експерименталното потвърждение за тяхното съществуване е чрез наблюдаване на струи () от адрони с общо начало. В детекторите за елементарни частици винаги се наблюдават поне две струи. Отчитайки и закона за запазване на импулса индиректно се наблюдават обектите кварки.

Кваркова структура на протон: 2 горни и един долен кварк.

 Кварките взаимодействат чрез цветните взаимодействия. Техните съответни античастици са познати като антикварки. Кварките съществуват в шест разновидности:

На лов за кварки 
В Брукхейвънската национална лаборатория в Ню Йорк се извършват експерименти целящи да се наблюдават кварки като снопове ядра на златото се насочват един срещу друг при скорост близка до светлинната. Резултатът е възстановяване на онова състояние на материята – така наречената „кварк-глуонна плазма“ – каквото се предполага, че е съществувало десет милионни от секундата след Големия взрив.

Вижте също 
 Елементарна частица
 Стандартен модел

Източници 

Кварки