フレーバー (素粒子)
超電荷 (Y): Y = B + S + C + B′ + T
電荷: Q = I3 + ⁄2Y(中野・西島・ゲルマンの法則を参照)
任意のフレーバーのクォークはハミルトニアンの弱い相互作用部分の固有状態である。そして、それは明確な方法でウィークボソンと相互作用する。反対に、固定質量のフェルミ粒子(ハミルトニアンの力学相互作用および強い相互作用部分の固有状態)は、通常さまざまなフレーバーの重ね合わせである。その結果、ある量子状態に含まれるフレーバーは、自由伝播する形で変化しうる。フレーバーからクォーク質量の基盤への変換は、いわゆるカビボ-小林-益川行列(CKM行列)によって与えられる。この行列はニュートリノのPMNS行列と類似して、クォークの弱い相互作用におけるフレーバー変換の強度を定義する。
CKM行列は、少なくとも三世代が存在する場合は、CP対称性の破れを許容する。
全てのクォークはバリオン数B = ⁄3を持つ。加えて、それらは弱アイソスピンT3 = ±⁄2を持つ。正のT3クォーク(アップ、チャームおよびトップクォーク)はアップ型クォークと呼ばれ、負のT3クォークはダウン型クォークと呼ばれる。アップ型およびダウン型クォークの各二重項は、クォークの一つの世代を構成する。
クォークは以下のフレーバー量子数を持つ:
アイソスピン: アップクォークでI3 = ⁄2、ダウンクォークでI3 = −⁄2。
ストレンジネス (S): ストレンジクォークで−1。マレー・ゲルマンによって導入された。
チャーム (C): チャームクォークで+1。
ボトムネス (B′): ボトムクォークで−1。
トップネス (T): トップクォークで+1。
これらは電磁相互作用および強い相互作用で保存される(弱い相互作用では保存されない)ので、有用な量子数である。これらから派生的に次の量子数を構成できる:
「フレーバー」と言う語は、ハドロンのクォークモデルの中で1968年に初めて使われた。クォークモデルが提唱された当初、フレーバーはアップ、ダウンおよびストレンジの3つのクォークを区別する量子数として導入された。しかし、第4のクォークであるチャームクォークが理論的に予想された後に発見され、さらにボトムクォーク、トップクォークが発見された。そのため、これは量子数ではなく単にクォークとレプトンの種類を指す用語となった。(「量子数としてのフレーバー」は#フレーバー量子数の節を参照)
クォークおよびレプトンのフレーバーは、現在6種類ずつ発見されている。クォークはアップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトムおよびトップの6種類が存在し、それぞれアップ-ダウン、チャーム-ストレンジ、トップ-ボトムで弱アイソスピンによる対を形成している。このそれぞれの対を世代という。すなわちアップ-ダウン対を第1世代、チャーム-ストレンジ対を第2世代、トップ-ボトム対を第3世代という。