ların), sıtmanın yaygın olduğu yerlerde, özellikle heterozigot formda, bireylere evrimsel bir yarar sağladığı söylenebilir. Zira, sıtma paraziti eritrositlerin (alyuvarların) içinde yaşar ve hücrenin normal görevini yapmasına müdahale ederler. Sağlıksız eritrositlerde (örneğing orak hücre anemisindeki gibi) veya hızla kaybolmaya yatkın eritrositlerde, hastalık bulaşmış hücreler erkenden yok edilmiş olurlar.

Sıtma bağlantısına karşın, farklı ırklardan birçok insanda hemoglobinopatiler görülebilmektedir. Örneğin, talasemi özellikle Akdeniz ülkelerinde ortaya çıkar bu nedenle de "akdeniz anemisi" olarak da anılır.






Kuark

Kuark, bir tür temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluştururlar. Bunların en kararlıları, atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi olarak bilinen bir olgu sebebiyle kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmazlar, yalnızca baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar dahilinde bulunabilirler. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.

Kuarklar; elektriksel yük, renk yükü, spin ve kütle gibi çeşitli içkin özelliklere sahiptir. Kuarklar, parçacık fiziğinin Standart Model'inde dört temel kuvvetin (elektromanyetizma, kütle çekimi, güçlü etkileşim ve zayıf etkileşim) tümüyle de etkileşen, aynı zamanda elektrik yükü temel yükün tam sayı katı olmayan tek temel parçacık ailesidir.

Yukarı, aşağı, tılsım, garip, üst ve alt olmak üzere, çeşni olarak bilinen altı tip kuark bulunmaktadır. Yukarı ve aşağı kuark bütün kuarklar içinde en düşük kütleli olanlardır. Daha ağır kuarklar parçacık bozunması yoluyla aşağı ve yukarı kuarka dönüşürler, yani yüksek kütle durumundan daha düşük kütle durumuna dönüşüm yaşanır. Bu sebeple yukarı ve aşağı kuarklar evrende en yaygın olarak bulunanlardır. Bununla birlikte tılsım, garip, üst ve alt kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınlar ve parçacık hızlandırıcılarda) oluşabilir. Her kuark çeşnisi için ona karşılık gelen bir tane de antiparçacık bulunur. Antikuark denilen bu parçacık, bazı özelliklerinin aynı büyüklükte fakat ters işaretli olması ile kuarktan ayrılmaktadır.

Kuark modeli, 1964'te Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından birbirlerinden bağımsız olarak ortaya atıldı. Kuarklar, hadronlar için oluşturulan bir düzenleme şemasının parçaları olarak tanımlandı. 1968 yılında, Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi (günümüzdeki adıyla SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı)'nda yapılan derin inelastik saçılma deneyleriyle birlikte kuarkların varlığı fiziksel olarak kanıtlandı. Zaman içinde altı çeşninin tamamı, gerçekleştirilen hızlandırıcı deneyleriyle ispat edildi. Keşfedilen son kuark olan üst kuarkın keşfi ise 1995'te, Fermilab'da gerçekleşti.

Standart Model, günümüz itibarıyla bilinen tüm temel parçacıkları açıklayan bir teoridir. Bu model kuarkların (q); yukarı (u), aşağı (d), tılsım (c), garip (s), üst (t) ve alt (b) olmak üzere altı çeşnisini de kapsar. Kuarkların antiparçacıklarına antikuark denir ve karşılık gelen kuarkın sembolünün üzerine çizgi eklenerek gösterilir (örneğin yukarı kuark için anti kuark u ile gösterilir). Antimaddelerin genelinde olduğu gibi, antikuarklar da kendi kuarkı ile aynı kütleye, ortalama ömre ve spine sahip olsa da elektriksel yükü ve diğer yükleri ters işaretlidir.

Kuarklar, spin parçacıklarıdır ve bu da onların spin-istatistik teoremine göre fermiyon olarak tanımlanmasına yol açar. Dolayısıyla aynı iki fermiyonun aynı anda aynı kuantum durumunda bulunamayacağını söyleyen Pauli dışarlama ilkesine tabiidirler. Bu aynı kuantum durumunda çoklu sayılarda bulunabilen bozonların (tam sayı spinli parçacıklar) tersidir. Leptonlardan farklı olarak kuarklar, güçlü etkileşime girmelerini sağlayan renk yüküne sahiptirler. Farklı kuarklar arasındaki etkileşim, hadronlar olarak bilinen bileşke parçacıkların oluşmasını sağlar.

Hadronların kuantum sayılarını belirleyen kuarklara valans kuarklar denir. Bununla birlikte hadronlar, kuantum sayısına etki etmeyen sonsuz sayıda sanal (veya deniz) kuark, antikuark ve gluon barındırabilir. Üç valans kuarklı baryonlar ve bir valans kuark ile bir antikuarklı mezonlar olmak üzere iki farklı hadron ailesi vardır. En yaygın görülen baryonlar, atom çekirdeğini oluşturan proton ve nötrondur. Hadronların büyük bir bölümü bilinmekte olup (baryonlar listesi ile mezonlar listesi maddelerine bakınız) bunların çoğu kuark bileşenleri ve yapıtaşını oluşturan kuarkların kazandırdığı özelliklerle ayırt edilirler. Varlıkları, kuark modelinin oluşturulmasından beri tahmin edilen daha fazla valans kuarka sahip egzotik hadronlar olan pentakuarklar () 2015 yılında LHCb deneyi sırasında keşfedilirken tetrakuarkların () varlığı henüz ispatlanamamıştır.

Temel fermiyonlar, her biri ikişer lepton ve kuarkı kapsayan üç nesilden oluşur. Birinci nesilde yukarı ve aşağı kuark, ikinci nesilde tılsım ve garip kuark, üçüncü nesilde üst ve alt kuark yer alır. Kuarkların ve diğer temel fermiyonların dördüncü nesli ile ilgili araştırmaların tamamı başarısızlıkla sonuçlanmış ve üç nesilden fazlası olmadığına dair doğrudan olmayan kanıtlar mevcuttur. Daha yüksek nesillerde yer alan parçacıkların genellikle daha büyük kütleye ve daha az kararlılığa sahip olmaları, zayıf etkileşimler vasıtasıyla bozunarak daha küçük nesilli parçacıklara dönüşmesine yol açar. Sadece birinci nesildeki (yukarı ve aşağı) kuarklar doğada yaygın olarak bulunur. Daha ağır kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınları içerenler gibi) yaratılabilir ve hemen ardından bozunurlar. Ancak bu parçacıkların, evrenin daha sıcak ve yoğun fazda olduğu Büyük Patlama'dan sonraki bir saniyenin ilk kesirlerin de bulundukları düşünülmektedir (kuark dönemi). Ağır kuarklar üzerine çalışmalar, parçacık hızlandırıcılar gibi yapay olarak yaratılmış koşullarda yürütülmektedir.

Elektriksel yük, kütle, renk yükü ve çeşniye sahip olan kuarklar çağdaş fiziğin dört temel kuvveti olan elektromanyetizma, kütle çekimi, zayıf etkileşim ve güçlü etkileşimin tamamıyla etkileştiği bilinen tek parçacık ailesidir. Ancak kütle çekimi, görece daha büyük enerji (Planck enerjisi) veya daha uzun mesafe (Planck uzunluğu) görülen durumların dışında atomik skalada etkisizdir. Geçerli bir kuantum kütle çekimi teorisi var olmadığından, kütle çekimi Standart Model ile açıklanamaz.

Kuark modeli 1964'te, Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından, birbirlerinden bağımsız olarak ortaya atıldı. Öneri, Gell-Mann'ın 1961'de hazırladığı Sekiz Katlı Yol ya da daha teknik bir ifadeyle SU(3) çeşni simetrisi olarak bilinen bir parçacık sınıflandırma sistemi formülasyonundan sonra geldi. Fizikçi Yuval Ne'eman aynı yıl bağımsız bir şekilde Sekiz Katlı Yol'a benzer bir şema geliştirdi.

Kuark teorisi ortaya çıktığında, diğer parçacıklarla birlikte çok sayıda hadron da ""particle zoo"" dahilindeydi. Gell-Mann ve Zweig hadronların temel parçacık olmadıklarını onun yerine kuarklar ve antikuarklardan oluşan kompozit parçacıklar olduklarını ortaya attılar. Modelleri spin ve elektrik yüklerini tanımladıkları üç çeşniyi—yukarı, aşağı ve garip kuarkı—kapsıyordu. Önermeye fizik camiasından gelen ilk tepkiler karışıktı. Kuarkların fiziksel bir varlık mı yoksa o zaman için tam olarak anlaşılmayan bazı kavramların açıklanabilmesi için kullanılan bir soyutlama mı olduğu konusunda bir çekişme vardı.

Bir yıl geçmeden Gell-Mann–Zweig modeline yeni eklemeler önerildi. Sheldon Glashow ve James Bjorken "tılsım" (charm) adını verdikleri kuarkların dördüncü çeşnisinin varlığını tahmin ettiler. Bu ekleme önerildi çünkü dördüncü çeşni zayıf etkileşimin daha iyi açıklanabilmesine olanak sağlıyordu (bu mekanizma kuarkların bozunmasına izin verir).

1968'de Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi (SLAC)'da yapılan derin inelastik saçılma deneyleri protonun daha küçük nokta benzeri parçacıklardan oluştuğunu böylece bir temel parçacık olmadığını gösterdi. O dönemde fizikçiler bu nesneleri kuarklar ile ilişkilendirmek konusunda tereddütlüydüler bunun yerine onlara "partonlar" -Richard Feynman tarafından türetilmiş bir terim- dediler. SLAC'ta gözlemlenen cisimler, diğer çeşnilerin de keşfedilmesiyle daha sonra yukarı ve aşağı kuark olarak tanımlanacaktı. Buna rağmen parton, hadronların bileşenlerini (kuarklar, antikuarklar ve gluonlar) tarif eden ortak bir terim olarak kullanımda kaldı.

Garip kuarkın varlığı SLAC'ın saçılma deneyleri ile doğrudan olmayan yöntemlerle kanıtlandı. Bu sadece Gell-Mann ve Zweig'ın üç kuark modelinin gerekli bileşeni değildi aynı zamanda 1947'de kozmik ışınlarda keşfedilen kaon (K) ve pion (π) hadronları için de açıklama getiriyordu.

1970'deki bir araştırmalarında Glashow, John Iliopoulos ve Luciano Maiani henüz keşfedilmemiş tılsım kuarkın varlığına dair yeni kanıtlar sundular. Varolduğu varsayılan kuark çeşnisi sayısı 1973 yılında, Makoto Kobayashi ve Toshihide Maskawa başka bir kuark çifti varsa bunun CP ihlalinin deneysel gözlemiyle açıklanabileceğine dikkati çektiklerinde, altıya yükseldi.

Tılsım kuarklar 1974'ün kasımında (bkz. Kasım Devrimi) iki takım tarafından neredeyse aynı anda üretildi—biri Burton Richter önderliğinde SLAC'ta diğeri Samuel Ting önderliğinde Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda. Tılsım kuarklar, mezonlarda tılsım antikuarklara bağlı bir şekilde gözlendi. Gözlemi yapan iki taraf keşfedilen mezon için biri J ve diğeri ψ olmak üzere iki farklı sembol belirlediler. Böylece mezonun resmi adı J/ψ mezonu oldu. Bu keşif nihayetinde fizik camiasını kuark modelinin geçerliliği konusunda ikna etti.

Takip eden yıllarda, kuark modelinin altı kuarka genişletilmesi için bir takım öneriler getirildi. Bunlardan Haim Harari 1975'teki makalesinde diğer kuarklar için "üst" ve "alt" terimlerini kullanan ilk kişi oldu.

Alt kuark 1977'de Fermilab'da Leon Lederman'ın liderliğindeki bir takım tarafından gözlemlendi. Bu üst kuarkın varlığına dair çok güçlü bir göstergeydi: üst kuarkın yokluğunda alt kuark eşsiz kalmış