کوارک

کوارک (به انگلیسی: Quark)‏ یک ذره بنیادی و بخش اساسی سازنده‌ی ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را به‌وجود آورند، پروتون و نوترون از معروف‌‌ترین آن‌ها هستند. مثلاً پروتون از دو کوارک بالا (Up quark) و یک کوارک پایین (Down quark) تشکیل شده است، در حالی که دو کوارک پایین و یک کوارک بالا، نوترون را می‌سازند.

کوارک Quark
ساختار کوارکی پروتون
ترکیب:	ذره بنیادی
خانواده:	فرمیون
گروه:	کوارک
رده:	۱٬۲٬۳
برهم‌کنش:	نیروی ضعیف٬نیروی قوی٬نیروی جاذبه٬نیروی الکترومغناطیس
ذره بنیادی:	آنتی‌کوارک (q)
پاد ذره بنیادی:	پاد پروتون
استدلال:	ماری گلمان (1964) جورج زویگ (1964)
کشف شده:	آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک (~1968)
نماد:	q
تعداد انواع:	(u, d, c, s, t، و b)
بار الکتریکی:	+2⁄3 e, −1⁄3 e
بار رنگ:	بله
اسپین:	1⁄2

آن‌ها تنها ذرات بنیادی برای آزمایش همه چهار برهم کنش اساسی یا نیروهای اساسی در مدل استاندارد می‌باشند. به خاطر پدیده‌ای که به تحدید رنگ معروف است، کوارک‌ها هیچ‌گاه به صورت انفرادی یافت نمی‌شوند؛ آن‌ها را فقط می‌توان درون هادرون‌ها پیدا کرد. به همین دلیل بیش‌تر آنچه که ما درباره کوارک‌ها می‌دانیم از مشاهده خود هاردون‌ها به دست آمده‌است. شش نوع مختلف از کوارک‌ها وجود دارد که به طعم شهرت دارند : بالا up، پایین down، افسون charm، شگفت strange، سر top یا حقیقت truth و ته bottom یا زیبایی beauty . بالا و پایین دارای کم‌ترین وزن در بین کوارک‌ها می‌باشند. کوارک‌های سنگین‌تر در طول یک فرایند واپاشی به سرعت به کوارک‌های بالا و پایین تبدیل می‌شوند: تبدیل شدن از حالت جرم بیش‌تر به حالت جرم کم‌تر. به همین علت کوارک‌های بالا و پایین عموما پایدار می‌باشند و رایج‌ترین کوارک‌ها در عالم می‌باشند، در حالی که کوارک‌های دیگر فقط در تصادم‌های با انرژی زیاد تولید می‌شوند (مثل تابشهای کیهانی و شتاب‌دهنده‌های ذرات). کوارک‌ها خواص ذاتی گوناگونی دارند که شامل بار الکتریکی، بار رنگ، اسپین و جرم می‌باشد. برای هر یک از طعم‌های کوارک یک پادماده متناظر وجود دارد که به پادکوارک نیز شناخته می‌شوند و فقط در برخی خصوصیات دارای علامت مخالف می‌باشد. کوارک‌ها تنها ذرات شناخته شده می‌باشند که بار الکتریکی آنها کسری از بار پایه می‌باشد.

یک تفاوت بنیادی بین لپتون‌ها و کوارک‌ها این است که برخلاف لپتون‌ها، هیچ‌وقت در تجربیات آزمایشگاهی کوارک‌ها به‌صورت ذرات آزاد مشاهده نشده‌اند. این واقعیت که کوارک‌ها داخل پروتون وجود دارند، فقط بر اساس ایجاد برخورد میان پروتون و سایر ذرات پر انرژی که بتوانند به داخل آن نفوذ کنند، قابل بررسی است. در چنین آزمایش‌هایی که اعماق پروتون را می‌کاوند، می‌توان دید که کوارک‌ها به‌عنوان زیرساختار پروتون وجود دارند.