クォークは、物理学における基本粒子の 1 つです。それらは結合して、原子核の構成要素である陽子や中性子などのハドロンを形成します。強い力によるクォークとクォーク間の相互作用の研究は、素粒子物理学と呼ばれます。
クォークの反粒子は反クォークです。クォークと反クォークは、物理学の 4 つの基本的な力 (重力、電磁気、強い相互作用と弱い相互作用) のすべてを通じて相互作用する唯一の 2 つの基本粒子です。
クォークと閉じ込め
クォークは閉じ込めを示す これは、クォークが単独で観測されるのではなく、常に他のクォークと組み合わせて観測されることを意味します。これにより、プロパティ (質量、スピン、パリティ) を直接測定することができなくなります。これらの特性は、それらで構成される粒子から推測する必要があります。
これらの測定値は非整数スピン (+1/2 または -1/2) を示しているため、クォークは フェルミオン です パウリの排除原則に従います。
クォーク間の強い相互作用の中で、それらはグルオンを交換します。グルーオンは、色電荷と反色電荷のペアを運ぶ質量のないベクトル ゲージ ボソンです。グルーオンを交換すると、クォークの色が変わります。このカラー フォースは、クォークが互いに接近しているときに最も弱く、離れるにつれて強くなります。
クォークは色の力によって非常に強く束縛されているため、それらを分離するのに十分なエネルギーがある場合、クォークと反クォークのペアが生成され、自由なクォークと結合してハドロンを生成します。その結果、自由クォークが単独で見られることはありません。
クォークのフレーバー
6つのフレーバーがあります クォーク:アップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップ。クォークのフレーバーがその特性を決定します。
+(2/3)e の電荷を持つクォーク アップタイプと呼ばれます クォーク、および -(1/3)e の電荷を持つもの ダウンタイプと呼ばれます .
3 つの世代があります 弱い正/負の弱いアイソスピンのペアに基づくクォークの。第 1 世代のクォークはアップ クォークとダウン クォーク、第 2 世代のクォークはストレンジ、チャーム クォーク、第 3 世代のクォークはトップ クォークとボトム クォークです。
すべてのクォークには、バリオン数 (B =1/3) とレプトン数 (L =0) があります。フレーバーは、個々の説明で説明されている特定の他の固有の特性を決定します。
アップクォークとダウンクォークは陽子と中性子を構成し、通常の物質の原子核に見られます。それらは最も軽く、最も安定しています。より重いクォークは、高エネルギーの衝突で生成され、急速に崩壊してアップ クォークとダウン クォークになります。陽子は 2 つのアップ クォークと 1 つのダウン クォークで構成されています。中性子は 1 つのアップ クォークと 2 つのダウン クォークで構成されます。
第一世代のクォーク
アップクォーク (記号 u )
- 弱いアイソスピン: +1/2
- アイソスピン (Iz ): +1/2
- 料金 (e の割合 ): +2/3
- 質量 (MeV/c): 1.5 から 4.0
ダウンクォーク (記号 d )
- 弱いアイソスピン: -1/2
- アイソスピン (Iz ): -1/2
- 料金 (e の割合 ): -1/3
- 質量 (MeV/c) :4 から 8
第二世代クォーク
チャームクォーク (記号 c )
- 弱いアイソスピン: +1/2
- 魅力 (C ): 1
- 料金 (e の割合 ): +2/3
- 質量 (MeV/c): 1150 から 1350
ストレンジ クォーク (記号 s )
- 弱いアイソスピン: -1/2
- ストレンジネス (S ): -1
- 料金 (e の割合 ): -1/3
- 質量 (MeV/c): 80 から 130
第三世代クォーク
トップクォーク (記号 t )
- 弱いアイソスピン: +1/2
- トップネス (T ): 1
- 料金 (e の割合 ): +2/3
- 質量 (MeV/c): 170200 から 174800
ボトムクォーク (記号 b )
- 弱いアイソスピン: -1/2
- ボトムネス (B' ): 1
- 料金 (e の割合 ): -1/3
- 質量 (MeV/c): 4100 から 4400
