Quark (Physik)

Quarks ([kwɔrks], [kwɑːks] oder [kwɑrks]) sind Elementarteilchen und fundamentale Bestandteile der Materie. Quarks verbinden sich zu zusammengesetzten Teilchen, die Hadronen genannt werden. Hierzu gehören die Protonen und Neutronen, die Bestandteile der Atomkerne. Aufgrund eines Phänomens, das als Confinement bekannt ist, werden Quarks nie isoliert gefunden, sondern nur gebunden in Hadronen oder in Quark-Gluon-Plasmen.

Quarks sind die einzigen Elementarteilchen im Standardmodell der Teilchenphysik, die allen vier fundamentalen Wechselwirkungen (starke Wechselwirkung, Elektromagnetismus, schwache Wechselwirkung, Gravitation) unterliegen, sowie die einzigen Teilchen, deren elektrische Ladungen keine ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung sind.

Es gibt sechs Arten von Quarks, die als „Flavours“ bezeichnet werden: up, down, charm, strange, top und bottom. Protonen und Neutronen sind aus Up- und Down-Quarks zusammengesetzt, den Quarks mit der mit Abstand geringsten Masse. Die schwereren Quarks treten nur in sehr kurzlebigen Hadronen auf, die bei hochenergetischen Kollisionen (z. B. mit kosmischer Strahlung und in Teilchenbeschleunigern) entstehen und durch die Schwache Wechselwirkung zerfallen. Zu jedem Quark-Flavour gibt es das entsprechende Antiteilchen (Antiquark), dessen elektrische Ladung und andere Quantenzahlen entgegengesetzte Vorzeichen haben.