Перегляд вихідного коду сторінки Кварк

{{Картка частинка
| колір_тла            =
| назва                = Кварк
| зображення           = [[Image:Proton quark structure.svg|225px|alt=Three colored balls (symbolizing quarks) connected pairwise by springs (symbolizing gluons), all inside a gray circle (symbolizing a proton). The colors of the balls are red, green, and blue, to parallel each quark's color charge. The red and blue balls are labeled "u" (for "up" quark) and the green one is labeled "d" (for "down" quark).]]
| підпис              = [[Протон]] складається з двох [[u-кварк]]ів, одного [[d-кварк]]а і [[глюон]]ів, що їх з'єднують. [[Колірний заряд]] цих кварків довільний, але всі три кольори повинні бути присутні.
| число_типів            = 6 ([[u-кварк|верхній]], [[d-кварк|нижній]], [[s-кварк|дивний]], [[c-кварк|чарівний]], [[t-кварк|справжній]] та [[b-кварк|красивий]])
| склад                = [[Елементарна частинка]]
| родина           = [[ферміон]]
| група                =
| покоління            = 1, 2, 3
| взаємодії            = [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітна]], [[Гравітація|гравітаційна]], [[Сильна взаємодія|сильна]], [[Слабка взаємодія|слабка]]
| частинка             =
| античастинка         = Антикварк ({{SubatomicParticle|Antiquark}})
| передбачений         = [[Гелл-Манн]] (1964) <br/>Цвейг(1964)
| відкритий            = [[SLAC National Accelerator Laboratory|SLAC]] (~1968)
| символ               = {{SubatomicParticle|Quark}}
| баріонне_число       = {{Frac|1|3}}
| маса                 =
| період_розпаду       =
| розпадається_на       =
| електричний_заряд    = +{{Frac|2|3}}&nbsp;[[elementary charge|e]], −{{Frac|1|3}}&nbsp;e
| кольоровий_заряд     = +
| спін                 = {{Frac|1|2}}
| число_спінових_станів      =
}}

'''Ква́рки''' (від {{lang-en|quark}}&nbsp;— kwɑːrk)&nbsp;— [[елементарна частинка|елементарні частинки]] і фундаментальні складові [[Матерія (фізика)|матерії]]. Кварки об'єднуються, створюючи композитні частинки, [[адрон]]и, в тому числі й найстабільніші серед них [[протон]]и і [[нейтрон]]и, складові [[ядро атома|атомних ядер]]<ref>{{cite web
 |title=Quark (subatomic particle)
 |url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/486323/quark
 |work=[[Encyclopædia Britannica]]
 |accessdate=2008-06-29
 |archive-date=7 Травня 2015
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150507140251/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/486323/quark
 }}</ref>. Через явище [[конфайнмент]]у, кварки ніколи не спостерігалися в вільному стані; вони можуть бути знайдені тільки в межах адронів, таких як [[мезони]] і [[баріони]]. Велика частина того, що відомо про кварки було взято зі спостережень адронів.<ref name="HyperphysicsConfinment">{{cite web
 |author=R. Nave
 |title=Confinement of Quarks
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html#c6
 |work=[[HyperPhysics]]
 |publisher=[[Georgia State University]], Department of Physics and Astronomy
 |accessdate=2008-06-29
 |archive-date=27 Квітня 2020
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200427164333/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html#c6
 }}</ref><ref name="HyperphysicsBagModel">{{cite web
 |author=R. Nave
 |title=Bag Model of Quark Confinement
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/qbag.html#c1
 |work=[[HyperPhysics]]
 |publisher=[[Georgia State University]], Department of Physics and Astronomy
 |accessdate=2008-06-29
 |archive-date=1 Травня 2019
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190501233402/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/qbag.html#c1
 }}</ref>

Кварки мають різні внутрішні властивості, такі як [[маса]], [[електричний заряд]], [[колірний заряд]] і [[спін]]. Кварки є єдиними в [[Стандартна модель|Стандартній моделі]] частинками, які беруть участь у всіх чотирьох [[фундаментальні взаємодії|фундаментальних взаємодіях]], а також єдиними частинками, електричний заряд яких не є кратним [[елементарний електричний заряд|елементарному]].
На сьогодні відомо 6 сортів (їх прийнято називати «[[Аромат (квантове число)|ароматами]]») кварків: [[d-кварк|нижній]] ''d'', [[u-кварк|верхній]] ''u'', [[s-кварк|дивний]] ''s'', [[c-кварк|чарівний]] ''c'', [[b-кварк|красивий]] ''b'' і [[t-кварк|справжній]] ''t''.<ref name="HyperphysicsQuark">{{cite web
 |author=R. Nave
 |title=Quarks
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html
 |work=[[HyperPhysics]]
 |publisher=[[Georgia State University]], Department of Physics and Astronomy
 |accessdate=2008-06-29
 |archive-date=27 Квітня 2020
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200427164333/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html
 }}</ref> Верхній і нижній кварки є найлегшими. Більш важкі кварки швидко перетворюються в верхній і нижній шляхом розпаду. Інші кварки можуть бути отримані при зіткненнях за високих енергій. Для кожного кварка існує своя [[античастинка]]&nbsp;— «[[антикварк]]».

== Класифікація кварків ==

Стандартна модель є теоретичною основою опису всіх відомих на сьогодні елементарних частинок. У цій моделі кварки мають шість різних ароматів: верхній (u) (up), нижній (d) (down), дивний (s) (strange), чарівний (c) (charm), красивий (b) (beauty, bottom) і правдивий (топ-кварк) (t) (true, top). Античастинки кварків називають антикварками і позначають рискою над символом для відповідного кварка, наприклад {{SubatomicParticle|Up antiquark}} для верхнього антикварка. Як [[антиматерія]] в цілому, антикварки мають ту ж масу, середній час життя і спін як їхні відповідні кварки, але мають протилежний заряд.<ref>
{{cite book
 |author=S.S.M. Wong
 |title=Introductory Nuclear Physics
 |url=https://archive.org/details/introductorynucl00wong_442
 |edition=2nd
 |page=[https://archive.org/details/introductorynucl00wong_442/page/n39 30]
 |publisher=[[Wiley Interscience]]
 |year=1998
 |isbn=0-471-23973-9
}}</ref>

Кварки є частинками зі спіном 1/2, отже, вони є [[ферміон]]ами відповідно до [[теорема Паулі|теореми Паулі]]. Вони підпорядковуються [[принцип Паулі|принципу заборони Паулі]], тобто, два однакові ферміони не можуть одночасно бути в одному й тому ж [[квантовий стан|квантовому стані]]. Це відрізняє їх від [[бозон]]ів (частинок з цілим спіном), будь-яка кількість яких може бути одночасно в одному й тому ж квантовому стані.<ref>
{{cite book
 |author=K.A. Peacock
 |title=The Quantum Revolution
 |url=https://archive.org/details/quantumrevolutio00peac
 |page=[https://archive.org/details/quantumrevolutio00peac/page/n143 125]
 |publisher=[[Greenwood Publishing Group]]
 |year=2008
 |isbn=0-313-33448-X
}}</ref> На відміну від [[лептон]]ів, кварки мають [[колірний заряд]], який змушує їх брати участь в [[сильна взаємодія|сильній взаємодії]]. Результуюче притягання між різними кварками спричиняє утворення складових частинок, відомих як адрони.

Кварки, які визначають [[квантове число|квантові числа]] адронів називають ''валентними кварками''; крім цього, будь-який адрон може містити необмежену кількість ''віртуальних кварків'', антикварків і [[глюон]]ів, які не впливають на його квантові числа.<ref>
{{cite book
 |author1=B. Povh
 |author2=C. Scholz
 |author3=K. Rith
 |author4=F. Zetsche
 |title=Particles and Nuclei
 |url=https://archive.org/details/particlesnucleii0006unse_l5e5
 |page=[https://archive.org/details/particlesnucleii0006unse_l5e5/page/98 98]
 |publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]]
 |year=2008
 |isbn=3-540-79367-4
}}</ref> Існує два сімейства адронів: баріони, що складаються з трьох валентних кварків, і мезони&nbsp;— з одного кварка й одного антикварка.<ref>Section 6.1. in
{{cite book
 |author=P.C.W. Davies
 |title=The Forces of Nature
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=1979
 |isbn=0-521-22523-X
 |url-access=registration
 |url=https://archive.org/details/forcesofnature0000davi
 }}</ref> Найпоширенішими баріонами є протон і нейтрон, складові атомних ядер.<ref name="Knowing">
{{cite book
 |author=M. Munowitz
 |title=Knowing
 |url=https://archive.org/details/knowingnatureofp0000muno
 |page=[https://archive.org/details/knowingnatureofp0000muno/page/35 35]
 |publisher=[[Oxford University Press]]
 |year=2005
 |isbn=0-19-516737-6
}}</ref> На сьогодні уже відомо багато різних адронів, які в основному різняться вмістом кварків. Існування «екзотичних» адронів (із більшою кількістю валентних кварків), таких як [[тетракварк]] (qqqq) або [[пентакварк]] (qqqqq) припускається, але не доведено.<ref name="PDGTetraquarks">{{cite journal
 |author=W.-M. Yao
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |displayauthors=etal
 |title=Review of Particle Physics: Pentaquark Update
 |url=http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/theta_b152.pdf
 |journal=[[Journal of Physics G]]
 |volume=33
 |issue=1
 |pages=1–1232
 |year=2006
 |arxiv=astro-ph/0601168
 |bibcode=2006JPhG...33....1Y
 |doi=10.1088/0954-3899/33/1/001
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=22 Лютого 2011
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110222133406/http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/theta_b152.pdf
 }}</ref> Щоправда, 13 липня 2015 року в [[CERN|ЦЕРН]] повідомили про результати, які відповідають станам пентакварка.<ref name="PDGTetraquarks"/><ref>{{cite journal
 |author=C. Amsler
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |displayauthors=etal
 |title=Review of Particle Physics: Pentaquarks
 |url=http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/pentaquarks_b801.pdf
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=667
 |issue=1
 |pages=1–1340
 |year=2008
 |bibcode=2008PhLB..667....1P
 |doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=21 Грудня 2018
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181221023614/http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/pentaquarks_b801.pdf
 }}</ref><ref>{{cite journal
 |author=C. Amsler
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |displayauthors=etal
 |title=Review of Particle Physics: New Charmonium-Like States
 |url=http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/rpp2008-rev-new-charmonium-like-states.pdf
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=667
 |issue=1
 |pages=1–1340
 |year=2008
 |bibcode=2008PhLB..667....1P
 |doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=21 Грудня 2018
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181221023620/http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/rpp2008-rev-new-charmonium-like-states.pdf
 }}</ref><ref>
{{cite book
 |author=E.V. Shuryak
 |title=The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter
 |page=59
 |publisher=[[World Scientific]]
 |year=2004
 |isbn=981-238-574-6
}}</ref><ref name="LHCb2015">
{{cite journal
 |author=R. Aaij
 |display-authors=etal
 |collaboration=[[LHCb|LHCb collaboration]]
 |year=2015
 |title=Observation of {{nowrap|J/ψp}} resonances consistent with pentaquark states in {{nowrap|Λ{{su|p=0|b=b}}→J/ψK{{su|p=−}}p}} decays
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=115 |issue=7 |pages=072001
 |arxiv=1507.03414
 |bibcode=2015PhRvL.115g2001A
 |doi=10.1103/PhysRevLett.115.072001
}}</ref>

Елементарні ферміони згруповані в три покоління, кожне з яких містить два лептони і два кварки. Перше покоління включає [[u-кварк]] і [[d-кварк]], друге&nbsp;— [[s-кварк]] і [[c-кварк]], третє&nbsp;— [[b-кварк]] і [[t-кварк]]. Пошуки четвертого покоління кварків і інших елементарних ферміонів зазнали невдачі,<ref>{{cite journal
 |author=C. Amsler
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |displayauthors=etal
 |title=Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for
 |url=http://pdg.lbl.gov/2008/listings/q008.pdf
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=667
 |issue=1
 |pages=1–1340
 |year=2008
 |doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018
 |bibcode=2008PhLB..667....1P
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=21 Грудня 2018
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181221023555/http://pdg.lbl.gov/2008/listings/q008.pdf
 }}</ref><ref>{{cite journal
 |author=C. Amsler
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |displayauthors=etal
 |title=Review of Particle Physics: t′ (4th Generation) Quarks, Searches for
 |url=http://pdg.lbl.gov/2008/listings/q009.pdf
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=667
 |issue=1
 |pages=1–1340
 |year=2008
 |bibcode=2008PhLB..667....1P
 |doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=21 Грудня 2018
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181221023555/http://pdg.lbl.gov/2008/listings/q008.pdf
 }}</ref> є непрямі докази того, що не існує більше трьох поколінь ферміонів.<ref>
{{cite journal
 |author=D. Decamp
 |collaboration=[[ALEPH experiment|ALEPH Collaboration]]
 |displayauthors=etal
 |title=Determination of the number of light neutrino species
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=231 |issue=4 |page=519
 |year=1989
 |bibcode=1989PhLB..231..519D
 |doi=10.1016/0370-2693(89)90704-1
}}</ref><ref>
{{cite journal
 |author=A. Fisher
 |title=Searching for the Beginning of Time: Cosmic Connection
 |url=https://books.google.com/?id=eyPfgGGTfGgC&pg=PA70&dq=quarks+no+more+than+three+generations
 |journal=[[Popular Science]]
 |volume=238 |issue=4 |page=70
 |year=1991
 |doi=
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author=J.D. Barrow
 |title=The Origin of the Universe
 |url=https://archive.org/details/originofuniverse00unse
 |chapter=The Singularity and Other Problems
 |pages=
 |origyear=1994
 |edition=Reprint
 |year=1997
 |publisher=[[Basic Books]]
 |isbn=978-0-465-05314-8
}}</ref> Частинки вищих поколінь як правило мають велику масу і є менш стабільними, що спричиняє їх розпад на частинки нижчого покоління через [[слабка взаємодія|слабку взаємодію]]. Тільки кварки першого покоління трапляються в земних умовах. Важчі кварки можуть бути створені за допомогою високоенергетичних зіткнень і швидко розпадаються. Проте вважається, що вони існували в перші частки секунди після [[Великий вибух|Великого вибуху]], коли [[Всесвіт]] був дуже гарячий і густий ([[кваркова епоха]]). Важчі кварки досліджують у [[Прискорювач заряджених частинок|прискорювачах елементарних частинок]].<ref>
{{cite book
 |author=D.H. Perkins
 |title=Particle Astrophysics
 |url=https://archive.org/details/particleastrophy00perk
 |page=[https://archive.org/details/particleastrophy00perk/page/n9 4]
 |publisher=[[Oxford University Press]]
 |year=2003
 |isbn=0-19-850952-9
}}</ref>
[[Файл:Standard Model of Elementary Particles ua.png|міні|Шість частинок в Стандартній Моделі&nbsp;— кварки.(позначені фіолетовим кольором)|295x295пкс]]
Маючи електричний заряд, масу, колірний заряд і аромат, кварки є частинками, що беруть участь у всіх чотирьох фундаментальних взаємодіях: [[електромагнітна взаємодія|електромагнітній]], [[Гравітація|гравітаційній]], [[сильна взаємодія|сильній]] і [[слабка взаємодія|слабкій]].

== Історія ==
{{Докладніше|Кваркова модель}}
[[Кваркова модель]] була незалежно запропонована фізиками [[Маррі Гелл-Ман]]ном<ref name="Gell-Man1964">
{{cite journal
 |author=M. Gell-Mann
 |title=A Schematic Model of Baryons and Mesons
 |journal=[[Physics Letters]]
 |volume=8 |issue=3 |pages=214–215
 |year=1964
 |bibcode=1964PhL.....8..214G
 |doi=10.1016/S0031-9163(64)92001-3
}}</ref> (на фото) і [[Джордж Цвейг|Джорджем Цвейгом]]<ref name="Zweig1964a">{{cite journal
 |author=G. Zweig
 |title=An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking
 |journal=CERN Report No.8182/TH.401
 |url=http://cds.cern.ch/record/352337/files/CERN-TH-401.pdf
 |year=1964
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=1 Липня 2017
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170701164929/http://cds.cern.ch/record/352337/files/CERN-TH-401.pdf
 }}</ref><ref name="Zweig1964b">{{cite journal
 |author=G. Zweig
 |title=An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II
 |journal=CERN Report No.8419/TH.412
 |url=http://cds.cern.ch/record/570209
 |year=1964
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=3 Жовтня 2017
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171003125235/http://cds.cern.ch/record/570209
 }}</ref> в 1964 році.<ref name="Carithers">{{cite journal
 |author1=B. Carithers
 |author2=P. Grannis
 |title=Discovery of the Top Quark
 |url=http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/25/3/25-3-carithers.pdf
 |format=PDF
 |journal=Beam Line
 |volume=25
 |issue=3
 |pages=4–16
 |publisher=[[SLAC]]
 |year=1995
 |accessdate=2008-09-23
 |archive-date=3 Грудня 2016
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161203184213/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/25/3/25-3-carithers.pdf
 }}</ref> Пропозиція надійшла незабаром після формулювання Гелл-Манном в 1961 системи класифікації частинок, відомої як симетрія ароматів SU(3)<ref>
{{cite book
 |author=M. Gell-Mann
 |year=2000 |origyear=1964
 |chapter=The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry
 |editor=M. Gell-Mann, Y. Ne'eman
 |title=The Eightfold Way
 |page=11
 |publisher=[[Westview Press]]
 |isbn=0-7382-0299-1
}}<br/> Original: {{cite journal
 |author=M. Gell-Mann
 |year=1961
 |title=The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry
 |work=[[Synchrotron Laboratory]] Report CTSL-20
 |publisher=[[California Institute of Technology]]
}}</ref>. Фізик [[Юваль Неєман]] незалежно розробив подібну схему в цьому ж році.<ref>
{{cite book
 |author=Y. Ne'eman
 |year=2000 |origyear=1964
 |chapter=Derivation of strong interactions from gauge invariance
 |editor=M. Gell-Mann, Y. Ne'eman
 |title=The Eightfold Way
 |publisher=[[Westview Press]]
 |isbn=0-7382-0299-1
}}<br/>Original {{cite journal
 |author=Y. Ne'eman
 |year=1961
 |title=Derivation of strong interactions from gauge invariance
 |journal=[[Nuclear Physics (journal)|Nuclear Physics]]
 |volume=26 |issue=2 |page=222
 |bibcode=1961NucPh..26..222N
 |doi=10.1016/0029-5582(61)90134-1
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author1=R.C. Olby
 |author2=G.N. Cantor
 |year=1996
 |title=Companion to the History of Modern Science
 |page=673
 |publisher=[[Taylor & Francis]]
 |isbn=0-415-14578-3
}}</ref>

На момент створення теорії кварків до елементарних частинок відносили дуже багато адронів. Гелл-Манн і Цвейг стверджували, що вони не були елементарними частинками, а складалися з комбінацій кварків і антикварків. Їхня модель включала три аромати кварків: верхній, нижній і дивний, яким вони приписували такі властивості, як спін і електричний заряд. Перша реакція фізиків щодо цієї моделі була різною. Не ясно було чи є кварк справді фізичною частинкою чи просто абстракцією для пояснення понять, які в той час ще не були повністю висвітлені.<ref>
{{cite book
 |author=A. Pickering
 |title=Constructing Quarks
 |pages=114–125
 |publisher=[[University of Chicago Press]]
 |year=1984
 |isbn=0-226-66799-5
}}</ref>
[[Файл:Murray Gell-Mann at Lection (big).jpg|міні|297x297пкс|Гелл-Манн на лекції.]]
Менш ніж через рік були запропоновані доповнення до моделі Гелл-Манна і Цвейга. [[Шелдон Лі Ґлешоу]] і {{нп|Джеймс Бйоркен|||James Bjorken}} передбачили існування четвертого аромату кварка, який вони потім назвали чарівним. Додатковий кварк було запропоновано, оскільки він дозволяв краще описати слабку взаємодію і передбачав формулу, яка правильно відтворювала маси відомих мезонів.<ref>
{{cite journal
 |author1=B.J. Bjorken
 |author2=S.L. Glashow
 |title=Elementary Particles and SU(4)
 |journal=[[Physics Letters]]
 |volume=11 |issue=3 |pages=255–257
 |year=1964
 |bibcode=1964PhL....11..255B
 |doi=10.1016/0031-9163(64)90433-0
}}</ref>

У 1968 році експерименти з розсіювання в Стенфорді ([[Національна прискорювальна лабораторія SLAC|SLAC]]) показали, що протон містить набагато менші точкові об'єкти і тому не є елементарною частинкою.<ref>
{{cite web
 |author=J.I. Friedman
 |title=The Road to the Nobel Prize
 |url=http://www.hueuni.edu.vn/hueuni/en/news_detail.php?NewsID=1606&PHPSESSID=909807ffc5b9c0288cc8d137ff063c72
 |publisher=[[Hue University]]
 |accessdate=2008-09-29
 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20081225093044/http://www.hueuni.edu.vn/hueuni/en/news_detail.php?NewsID=1606&PHPSESSID=909807ffc5b9c0288cc8d137ff063c72
 |archivedate=2008-12-25
 |deadurl=yes
 }}
</ref> Фізики в той час не хотіли підтверджувати, що це кварки, натомість назвали ці частинки «[[партони|партонами]]» (термін запропонований [[Річард Філіпс Фейнман|Річардом Фейнманом]]). Об'єкти, що спостерігалися під час цих експериментів пізніше ідентифікували як верхній і нижній кварки.<ref>
{{cite journal
 |author=R.P. Feynman
 |title=Very High-Energy Collisions of Hadrons
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=23 |issue=24 |pages=1415–1417
 |year=1969
 |bibcode=1969PhRvL..23.1415F
 |doi=10.1103/PhysRevLett.23.1415
}}</ref><ref>
{{cite journal
 |author1=S. Kretzer
 |author2=H.L. Lai
 |author3=F.I. Olness
 |author4=W.K. Tung
 |title=CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects
 |journal=[[Physical Review D]]
 |volume=69 |issue=11 |page=114005
 |year=2004
 |arxiv=hep-ph/0307022
 |bibcode=2004PhRvD..69k4005K
 |doi=10.1103/PhysRevD.69.114005
}}</ref><ref name="Griffiths">
{{cite book
 |author=D.J. Griffiths
 |title=Introduction to Elementary Particles
 |url=https://archive.org/details/introductiontoel00grif_780
 |page=[https://archive.org/details/introductiontoel00grif_780/page/n52 42]
 |publisher=[[John Wiley & Sons]]
 |year=1987
 |isbn=0-471-60386-4
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author1=M.E. Peskin
 |author2=D.V. Schroeder
 |year=1995
 |title=An introduction to quantum field theory
 |page=[https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk/page/556 556]
 |publisher=[[Addison–Wesley]]
 |isbn=0-201-50397-2
 |url=https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk/page/556
 }}</ref> Усе ж, термін «партон», як і раніше, використовується для складових адронів (кварків, антикварків і глюонів).

Існування дивного кварка було підтверджено експериментами в SLAC, воно було потрібним не тільки для підтвердження Гелл-Маннової та Цвейгової моделі, але також давало пояснення [[каони|каона]] (К) та [[Піони|піона]] (π), виявлених в [[космічні промені|космічних променях]] в 1947 році.<ref>
{{cite journal
 |author1=S.L. Glashow
 |author2=J. Iliopoulos
 |author3=L. Maiani
 |title=Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry
 |journal=[[Physical Review D]]
 |volume=2 |issue=7 |pages=1285–1292
 |year=1970
 |bibcode=1970PhRvD...2.1285G
 |doi=10.1103/PhysRevD.2.1285
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author=D.J. Griffiths
 |title=Introduction to Elementary Particles
 |url=https://archive.org/details/introductiontoel00grif_780
 |page=[https://archive.org/details/introductiontoel00grif_780/page/n54 44]
 |publisher=[[John Wiley & Sons]]
 |year=1987
 |isbn=0-471-60386-4
}}</ref>
Число ймовірних кварків зросло до поточних шести в 1973 році, коли [[Кобаясі Макото|Макото Кобаясі]] і [[Масукава Тосіхіде]] помітили, що експериментальне спостереження CP-порушень<ref name="KM">{{cite journal
 |author1=M. Kobayashi
 |author2=T. Maskawa
 |title=CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction
 |url=http://ptp.ipap.jp/link?PTP/49/652/pdf
 |journal=[[Progress of Theoretical Physics]]
 |volume=49
 |issue=2
 |pages=652–657
 |year=1973
 |bibcode=1973PThPh..49..652K
 |doi=10.1143/PTP.49.652
 |accessdate=28 Березня 2022
 |archive-date=24 Грудня 2008
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20081224002548/http://ptp.ipap.jp/link?PTP%2F49%2F652%2Fpdf
 }}</ref> можна було б пояснити, якби була ще одна пара кварків.

Чарівні кварки були отримані майже одночасно двома командами в листопаді 1974 року&nbsp;— одна в SLAC під керівництвом Бертона Ріхтера, і одна в Брукгейвенській національній лабораторії під керівництвом [[Семюел Тінг|Семюела Тінга]]. Було помічено об'єднання чарівних кварка і антикварка в мезон. Обидві команди дали свій символ отриманому мезону J і ψ; так цей мезон офіційно став відомим як [[J/ψ-мезон]]. Це відкриття остаточно переконало спільноту фізиків у правильності кваркової моделі.

У наступні роки з'явився ряд пропозицій розширення моделі кварків до шести. Серед них модель, запропонована Хаїмом Харарі<ref name="Harari">
{{cite journal
 |author=H. Harari
 |year=1975
 |title=A new quark model for hadrons
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=57 |issue=3 |page=265
 |bibcode=1975PhLB...57..265H
 |doi=10.1016/0370-2693(75)90072-6
}}</ref> у статті в 1975 році, в якій він вперше запропонував терміни красивий (beauty (b)) і справжній (true (t)) для додаткових кварків.<ref name="StaleyTopBottomNames">
{{cite book
 |author=K.W. Staley
 |year=2004
 |title=The Evidence for the Top Quark
 |url=https://books.google.com/?id=K7z2oUBzB_wC
 |pages=31–33
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |isbn=978-0-521-82710-2
}}</ref>
 
У 1977 році красивий кварк спостерігався командою Fermilab під керівництвом [[Леон Ледерман|Леона Ледермана]].<ref>
{{cite journal
 |author=S.W. Herb
 |displayauthors=etal
 |year=1977
 |title=Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=39 |issue=5 |page=252
 |bibcode=1977PhRvL..39..252H
 |doi=10.1103/PhysRevLett.39.252
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author=M. Bartusiak
 |title=A Positron named Priscilla
 |page=[https://archive.org/details/positronnamedpri00marc/page/245 245]
 |publisher=[[National Academies Press]]
 |year=1994
 |isbn=0-309-04893-1
 |url=https://archive.org/details/positronnamedpri00marc/page/245
 }}</ref> Це стало індикатором існування топ-кварка; без нього красивий кварк був би без партнера. Тим не менше, топ-кварк не спостерігався до 1995 року. Він мав набагато більшу масу, ніж раніше очікувалось.<ref>
{{cite book
 |author=K.W. Staley
 |title=The Evidence for the Top Quark
 |url=https://books.google.com/?id=K7z2oUBzB_wC
 |page=144
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=2004
 |isbn=0-521-82710-8
}}</ref>

== Етимологія ==

Слово «кварк» було взято Меррі Гелл-Манном з роману [[Джеймс Джойс|Дж. Джойса]] «[[Поминки по Фіннегану]]», де в одному із епізодів чайки кричали: «Three quarks for Muster Mark!» (в перекладі: «Три кварки для Мастера Марка»). На той час Гелл-Манном припускалось існування тільки саме трьох кварків. Саме слово «кварк» в цій фразі припускається є звуконаслідуванням крику морських птахів. Є також інша версія, за якою це слово взято з німецької мови, під час перебування Джойса в Відні. В німецькій мові слово Quark &nbsp;має два значення: 1) сир, 2) нісенітниця.

Ароматам кварків були дані їхні імена з певних причин. Верхній і нижній кварки названі так, після означення їхніх ізоспінів «вгору» і «вниз».<ref name="sakurai">{{cite book
 |author=J.J. Sakurai
 |editor=S.F Tuan
 |title=Modern Quantum Mechanics
 |url=https://archive.org/details/modernquantummec00saku_908
 |page=[https://archive.org/details/modernquantummec00saku_908/page/n388 376]
 |edition=Revised
 |publisher=[[Addison–Wesley]]
 |year=1994
 |isbn=0-201-53929-2
}}</ref> Дивні кварки отримали таку назву, тому що вони були відкриті як компоненти дивних частинок виявлених в космічних променях за кілька років до того, як була запропонована модель кварків; ці частинки були названі дивними через незвично велику тривалість життя.<ref name="DHPerkins" /> Чарівний кварк отримав свою назву, тому що його першовідкривачі були зачаровані симетрією, яку він приніс в субатомний світ.<ref>{{cite book
 |author=M. Riordan
 |title=The Hunting of the Quark: A True Story of Modern Physics
 |page=[https://archive.org/details/huntingofquarktr00mich/page/210 210]
 |publisher=[[Simon & Schuster]]
 |year=1987
 |isbn=978-0-671-50466-3
 |url=https://archive.org/details/huntingofquarktr00mich/page/210
 }}</ref> Назви боттом-кварк і топ-кварк були обрані, тому що вони є логічними партнерами верхнього і нижнього кварку.<ref name="DHPerkins">{{cite book
 |author=D.H. Perkins
 |title=Introduction to high energy physics
 |url=https://archive.org/details/introductiontohi00perk
 |page=[https://archive.org/details/introductiontohi00perk/page/n19 8]
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=2000
 |isbn=0-521-62196-8
}}</ref> Ці кварки ще іноді називають красивий і справжній, але ці назви виходять із вжитку.<ref>{{cite journal
 |author=J.T. Volk
 |display-authors=etal
 |year=1987
 |title=Letter of Intent for a Tevatron Beauty Factory
 |url=http://lss.fnal.gov/archive/test-proposal/0000/fermilab-proposal-0783.pdf
 |id=Fermilab Proposal #783
 |journal=
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=11 Квітня 2016
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160411093142/http://lss.fnal.gov/archive/test-proposal/0000/fermilab-proposal-0783.pdf
 }}</ref>

== Властивості ==

=== Електричний заряд ===
{{main|електричний заряд}}


Кварки мають дробові значення електричного заряду&nbsp;— 1/3 або 2/3 від елементарного заряду (е), в залежності від аромату. U-Кварк, с- і t-кварк (кварки верхнього типу) мають електричний заряд +2/3 е, в той час як d-, s- і b-кварк (кварки нижнього типу) мають заряд -1/3 е. Антикварки мають протилежний до їхніх кварків заряд: антикварки верхнього типу -2/3 е, антикварки нижнього типу +1/3 е. Так як електричний заряд адронів є сумою зарядів кварків, всі адрони мають цілий заряд: баріони (є комбінацією трьох кварків), антибаріони (трьох антикварків) і мезони (комбінація кварка і антикварка). Наприклад, адронні компоненти атомних ядер, нейтрони і протони мають відповідно заряди 0, і +е; нейтрон складається з двох d-кварків і одного u-кварка, а протон&nbsp;— з двох u- і одного d-кварка.<ref>
{{cite book
 |author=G. Fraser
 |title=The New Physics for the Twenty-First Century
 |url=https://archive.org/details/newphysicsfortwe0000unse
 |page=[https://archive.org/details/newphysicsfortwe0000unse/page/91 91]
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=2006
 |isbn=0-521-81600-9
}}</ref><ref name="Knowing" />

=== Спін ===
{{main|спін}}
Спін є внутрішньою властивістю елементарних частинок і його напрямок є важливим ступенем свободи. Часто його інтерпретують як обертання частинки навколо власної осі (звідси й назва з англ. Spin&nbsp;— обертати), але це поняття не є цілком коректним в субатомних масштабах, так як елементарні частинки вважаються точковими.<ref>{{cite web
 |title=The Standard Model of Particle Physics
 |url=http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A666173
 |publisher=BBC
 |year=2002
 |accessdate=2009-04-19
 |archive-date=21 Січня 2011
 |archive-url=https://archive.today/20110121101129/http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A666173
 }}</ref>

Спін може бути представлений вектором, довжина якого вимірюється в одиницях [[Стала Планка|зведеної сталої Планка ħ]]. Для кварків компоненти вектора спіна вздовж будь-якої осі можуть набувати значень +ħ/2 або -ħ/2. З цієї причини кварки класифікуються як частинки з половинним спіном.<ref>
{{cite book
 |author=F. Close
 |title=The New Cosmic Onion
 |pages=80–90
 |publisher=[[CRC Press]]
 |year=2006
 |isbn=1-58488-798-2
}}</ref> Компоненти спіна вздовж заданої осі часто позначають стрілками; стрілка вверх ↑ для +1/2 і вниз ↓ для -1/2.<ref>
{{cite book
 |author=D. Lincoln
 |title=Understanding the Universe
 |url=https://archive.org/details/understandinguni00linc_765
 |page=[https://archive.org/details/understandinguni00linc_765/page/n140 116]
 |publisher=[[World Scientific]]
 |year=2004
 |isbn=981-238-705-6
}}</ref>

=== Слабка взаємодія ===
{{main|слабка взаємодія}}

Кварк одного аромату може перетворюватись в кварк іншого аромату тільки через слабку взаємодію, одну з чотирьох фундаментальних взаємодій в фізиці. Поглинаючи або випускаючи [[W- і Z-бозони|W-бозон]], будь-який кварк верхнього типу (u, c, t) може перетворитись в кварк нижнього типу (d, s, b) або навпаки. Цей механізм зміни аромату спричиняє радіоактивний [[бета-розпад]], в якому нейтрон перетворюється в протон, [[електрон]] і [[антинейтрино]]. Це відбувається, коли один з нижніх кварків в нейтроні (udd) розпадається на кварк, випускаючи віртуальний W-бозон перетворюючи нейтрон в протон (uud). W-бозон потім розпадається на електрон і антинейтрино.<ref name="SLAC">{{cite web
 |title=Weak Interactions
 |url=http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/weakinteract.html
 |work=Virtual Visitor Center
 |publisher=[[Stanford Linear Accelerator Center]]
 |year=2008
 |accessdate=2008-09-28
 |archive-date=23 Листопада 2011
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20111123112925/http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/weakinteract.html
 }}</ref>
[[Файл:Beta decay artistic.svg|міні|286x286пкс|Діаграма бета розпаду.]]
{| style="margin:auto;" cellpadding="5"
|-
| &nbsp; {{SubatomicParticle|Neutron}}|| → || &nbsp; {{SubatomicParticle|Proton}} ||+|| {{SubatomicParticle|electron}} ||+|| {{SubatomicParticle|electron antineutrino}} || (бета-розпад, адронний запис)
|-
| {{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|down quark}}{{SubatomicParticle|down quark}} || → || {{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|down quark}} ||+|| {{SubatomicParticle|electron}} ||+|| {{SubatomicParticle|electron antineutrino}} || (бета-розпад, кварковий запис)
|}

[[Файл:Quark weak interactions.svg|міні|Сила слабкої взаємодії між шістьма кварками. Чим темніший колір, тим сильніша взаємодія.]]І бета-розпад і [[Зворотний бета-розпад|зворотній]] до нього процес часто використовують в медицині, в позитронно-емісійній томографії (ПЕТ) і в експериментах з виявлення [[нейтрино]].
В той час як процес зміни аромату є однаковим для всіх кварків, кожен кварк ймовірніше перетворюється в кварк свого покоління. Відносні тенденції перетворень аромату описуються математичними таблицями, (CKM матрицями).<ref name="PDG2010">{{cite journal
 |author=K. Nakamura
 |display-authors=etal
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |year=2010
 |title=Review of Particles Physics: The CKM Quark-Mixing Matrix
 |url=http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-ckm-matrix.pdf
 |journal=[[Journal of Physics G]]
 |volume=37
 |issue=
 |page=075021
 |bibcode=2010JPhG...37g5021N
 |doi=10.1088/0954-3899/37/7A/075021
 |accessdate=4 Травня 2016
 |archive-date=14 Липня 2018
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180714055423/http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-ckm-matrix.pdf
 }}</ref>
 
: <math alt="|V_ud| ≅ 0.974; |V_us| ≅ 0.225; |V_ub| ≅ 0.003; |V_cd| ≅ 0.225; |V_cs| ≅ 0.973; |V_cb| ≅ 0.041; |V_td| ≅ 0.009; |V_ts| ≅ 0.040; |V_tb| ≅ 0.999.">
\begin{bmatrix} |V_\mathrm {ud}| & |V_\mathrm {us}| & |V_\mathrm {ub}| \\ |V_\mathrm {cd}| & |V_\mathrm {cs}| & |V_\mathrm {cb}| \\ |V_\mathrm {td}| & |V_\mathrm {ts}| & |V_\mathrm {tb}| \end{bmatrix} \approx
\begin{bmatrix} 0.974 & 0.225 & 0.003 \\ 0.225 & 0.973 & 0.041 \\ 0.009 & 0.040 & 0.999 \end{bmatrix},</math>
Де ''V''<sub>''ij''</sub> показує ймовірність переходу кварка з ароматом ''i'' в кварк з ароматом ''j'' або навпаки.

Існує також еквівалентна матриця слабких взаємодій для лептонів (PMNS матриця).<ref>{{cite journal
 |author1=Z. Maki
 |author2=M. Nakagawa
 |author3=S. Sakata
 |title=Remarks on the Unified Model of Elementary Particles
 |url=http://ptp.ipap.jp/link?PTP/28/870/pdf
 |journal=[[Progress of Theoretical Physics]]
 |volume=28
 |issue=5
 |page=870
 |year=1962
 |bibcode=1962PThPh..28..870M
 |doi=10.1143/PTP.28.870
 |accessdate=28 Березня 2022
 |archive-date=21 Квітня 2019
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190421192050/http://ptp.ipap.jp/link?PTP%2F28%2F870%2Fpdf
 }}</ref> Разом матриці CKM і PMNS описують всі перетворення ароматів, але зв'язок між ними ще не відомий.<ref>
{{cite journal
 |author1=B.C. Chauhan
 |author2=M. Picariello
 |author3=J. Pulido
 |author4=E. Torrente-Lujan
 |title=Quark–lepton complementarity, neutrino and standard model data predict θ{{su|p=PMNS|b=13}} = {{val|9|+1|-2|u=°}}<!-- See Section 2 -->
 |journal=[[European Physical Journal]]
 |volume=C50 |issue=3 |pages=573–578
 |year=2007
 |arxiv=hep-ph/0605032
 |bibcode = 2007EPJC...50..573C
 |doi=10.1140/epjc/s10052-007-0212-z
}}</ref>

=== Сильна взаємодія і колірний заряд ===
 {{main|сильна взаємодія|колірний заряд}}

[[Файл:Hadron colors.svg|міні|Всі адрони не мають колірного заряду.]]
Згідно з [[квантова хромодинаміка|квантовою хромодинамікою (КХД)]], кварки мають колірний заряд. Існує три типи колірних зарядів, довільно названі синій, зелений і червоний. Кожен з них доповнюється антикольором: антисиній, антизелений і античервоний. Кожен кварк є переносником кольору, а антикварк&nbsp;— антикольору.<ref>{{cite web
 |author=R. Nave
 |title=The Color Force
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/color.html#c2
 |work=[[HyperPhysics]]
 |publisher=[[Georgia State University]], Department of Physics and Astronomy
 |accessdate=2009-04-26
 |archive-date=20 Серпня 2007
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070820075205/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/color.html#c2
 }}</ref>

Система притягання і відштовхування між кварками різних кольорів і антикольорів називається сильною взаємодією, яка опосередковується глюонами. Теорія, що описує сильну взаємодію. Називається квантовою хромодинамікою. Кварк, що має певний колір може утворити зв'язану систему з антикварком відповідного антикольору. В результаті, утворена система буде колірно нейтральною; кварк з кольором ''ξ'' плюс антикварк з кольором −''ξ'' в результаті матимуть колірний заряд 0 (або білий) і сформують мезон. Аналогічним чином, комбінація з трьох кварків, кожен з різним колірним зарядом, приведе до «білого» колірного заряду і утворення баріона.<ref>
{{cite book
 |author=B.A. Schumm
 |title=Deep Down Things
 |pages=[https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu/page/131 131–132]
 |publisher=[[Johns Hopkins University Press]]
 |year=2004
 |isbn=0-8018-7971-X
 |oclc=55229065
 |url=https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu/page/131
 }}</ref>

В сучасній фізиці елементарних частинок калібрувальні симетрії пов'язують взаємодії між частинками. SU(3)<sub>c</sub> є калібрувальною симетрією, що пов'язує колірні заряди в кварках і є визначальною симетрією в КХД.<ref name="PeskinSchroeder">Part III of
{{cite book
 |title=An Introduction to Quantum Field Theory
 |author=M.E. Peskin, D.V. Schroeder
 |publisher=[[Addison–Wesley]]
 |year=1995
 |isbn=0-201-50397-2
 |url-access=registration
 |url=https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk
 }}</ref> Так само, як закони фізики не залежать від напряму в просторі осей x, y, z і залишаються незмінними при зміні орієнтації осей, так і фізика КХД не залежить від того в яких напрямах в тривимірному просторі визначені колірні заряди. SU(3)<sub>c</sub> перетворення кольору відповідають «обертанням» в колірному просторі (який є комплексним). Кожен аромат кварка ‘’f’’ з підтипами ''f''<sub>B</sub>, ''f''<sub>G</sub>, ''f''<sub>R</sub>, що відповідають кольорам кварків<ref>
{{cite book
 |author=V. Icke
 |title=The force of symmetry
 |page=[https://archive.org/details/forceofsymmetry0000icke/page/216 216]
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=1995
 |isbn=0-521-45591-X
 |url=https://archive.org/details/forceofsymmetry0000icke/page/216
 }}</ref> утворює триплет: трикомпонентне квантове поле. Вимога, що SU(3)<sub>c</sub> повинна бути локальною, тобто її перетворення можуть змінюватись у просторі й часі&nbsp;— визначає властивості сильної взаємодії. Зокрема, це передбачає існування восьми типів глюонів, які виступають як переносники взаємодії.<ref name="PeskinSchroeder"/><ref>{{cite web
 |author=C. Sutton
 |title=Quantum chromodynamics (physics)
 |url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/486191/quantum-chromodynamics#ref=ref892183
 |work=[[Encyclopædia Britannica Online]]
 |accessdate=2009-05-12
 |archive-date=9 Грудня 2010
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101209060247/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/486191/quantum-chromodynamics#ref=ref892183
 }}</ref>

=== Маса ===
[[Файл:Quark masses as balls.svg|міні|Маси шести кварків. (маса кварка пропорційна об'єму кульки). Внизу зліва протон і електрон.]]
{{main|маса}}

Дві різні маси розуміють при посиланнях на масу кварка: поточна маса кварка&nbsp;— маса самого кварка, в той час як складова маса кварка&nbsp;— маса кварка разом з масою глюонів, що його оточують. Ці маси а загальному мають різні значення. Більша частина маси адронів походить від глюонів, які пов'язують кварки в адрони<ref>
{{cite book
 |author=A. Watson
 |title=The Quantum Quark
 |url=https://archive.org/details/quantumquark0000wats
 |pages=[https://archive.org/details/quantumquark0000wats/page/285 285]–286
 |publisher=[[Cambridge University Press]]
 |year=2004
 |isbn=0-521-82907-0
}}</ref>, а не від самих кварків. В той час як глюони за своєю суттю є безмасовими частинками, вони мають енергію, саме вона робить такий великий внесок у загальну масу адрона. Наприклад, протон має масу приблизно 938 МеВ /с<sup>2</sup>, з якої маса трьох валентних кварків близько 9 МеВ/с<sup>2</sup>; більша частина залишку спричинена енергією [[глюонне поле|глюонного поля]].<ref name=PDGQuarks>
{{cite journal
 |author1=K. A. Olive
 |displayauthors=etal
 |collaboration=[[Particle Data Group]]
 |title=Review of Particle Physics
 |journal=[[Chinese Physics C]]
 |volume=38 |issue=9 |pages=090001
 |year=2014
 |bibcode=2014ChPhC..38i0001O
 |doi=10.1088/1674-1137/38/9/090001 |doi-access=free
}}</ref><ref>
{{cite book
 |author1=W. Weise
 |author2=A.M. Green
 |title=Quarks and Nuclei
 |pages=65–66
 |publisher=[[World Scientific]]
 |year=1984
 |isbn=9971-966-61-1 }}</ref>
Стандартна модель стверджує, що елементарні частинки отримують свою масу від механізму Хіггса, який пов'язаний з [[бозон Хіггса|бозоном Хіггса]].

=== Таблиця властивостей ===
{{main|Аромат_(квантове_число)}}

{| class="standard"
! colspan=2 rowspan=2 | Позначення та назва
! rowspan=2 style="width:45px" |  елек- тричний заряд
! colspan=4 | Ароматові квантові числа
! rowspan=2  style="width:45px" |  про- екція ізо- спіну
! rowspan=2  style="width:45px" |  барі- онний заряд
! rowspan=2  style="width:80px" |  маса
|-
! style="width:45px" | див- ність
! style="width:45px" | чарів- ність
! style="width:45px" | краса
! style="width:45px" | прав- дивість
|-
! colspan=10 bgcolor="#efefef" | Перше покоління
|-
! d
! [[d-кварк|нижній (down)]]
| align=center| −1/3
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  −1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  ~ 5 МеВ
|-
! u
! [[u-кварк|верхній (up)]]
| align=center|  +2/3
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  ~ 3 МеВ
|-
! colspan=10 bgcolor="#efefef" | Друге покоління
|-
! s
! [[s-кварк|дивний (strange)]]
| align=center|  −1/3
| align=center|  − 1
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  −1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  120 МеВ
|-
! c
! [[c-кварк|чарівний (charm)]]
| align=center|  +2/3
| align=center|  0
| align=center|  1
| align=center|  0
| align=center| 0
| align=center|  1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  1.8 ГеВ
|-
! colspan=10 bgcolor="#efefef" | Третє покоління
|-
! b
! [[b-кварк|красивий (beauty, bottom)]]
| align=center| −1/3
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  −1
| align=center|  0
| align=center|  −1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  4.5 ГеВ
|-
! t
! [[t-кварк|правдивий (true, top)]]
| align=center|  +2/3
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  0
| align=center|  1
| align=center|  1/2
| align=center|  1/3
| align=center|  175 ГеВ
|}

== Взаємодія кварків ==

Кварки беруть участь у кожному з чотирьох типів фундаментальних взаємодій.

Протони та нейтрони, які дають найбільший внесок у масу видимої матерії [[Всесвіт]]у, складаються з кварків. Отже, явище [[Гравітація|гравітаційної взаємодії]] між зірками, планетами та іншими астрономічними об'єктами&nbsp;— це значною мірою прояв участі кварків у гравітаційній взаємодії.

Участь кварків у [[електромагнітна взаємодія|електромагнітній взаємодії]] проявляється у [[Глибоко непружне розсіяння|глибоко непружному розсіянні]] [[електрон]]ів або [[мюон]]ів на [[адрон]]ах, у перетвореннях [[Електрон-позитронна анігіляція|(анігіляції) електрон-позитронної пари]] в адрони тощо, а також у властивостях адронів: наявності в них [[електричний заряд|електричних зарядів]] та [[магнітний момент|магнітних моментів]]. Електромагнітна взаємодія не змінює [[квантове число|квантових чисел]]: [[Аромат (квантове число)|аромат]], [[Колірний заряд|колір]], проєкція [[Ізотопічний спін|ізоспіну]] тощо залишаються незмінними.

Завдяки [[слабка взаємодія|слабкій взаємодії]] відбувається перетворення кварків зі зміною їхніх ароматів, однак колір кварка при цьому не змінюється. Проєкція ізоспіну внаслідок слабкої взаємодії може міняти знак, однак може й залишатись незмінною. Зміна ароматів кварків проявляє себе, зокрема, у слабких розпадах адронів, наприклад у розпаді вільного нейтрона на електрон і [[нейтрино|антинейтрино]]. Зі слабкими взаємодіями кварків пов'язане також глибоко непружне розсіяння нейтрино на адронах.

[[Сильна взаємодія]] утримує кварки всередині адронів. Кварки взаємодіють між собою шляхом обміну [[глюон]]ами. При цьому відбувається зміна кольору кварка, однак його інші квантові числа, а саме аромат та проєкція ізоспіну, залишаються незмінними. Властивості сильної взаємодії не дозволяють кварку вилетіти за межі адрона. Це явище отримало назву [[конфайнмент]]у. Унаслідок нього в природі немає вільних кварків.

== Інші фази кварків ==
[[Файл:Quark-gluon-plasma.jpg|міні|Модель кварк-глюонної плазми.]]
При досить екстремальних умовах, кварки можуть розв'язуватись і ставати вільними частинками. В ході [[асимптотична свобода|асимптотичної свободи]], сильна взаємодія слабшає зі збільшенням температури. Врешті, при досить високих температурах [[колірний конфайнмент]] зникне й утвориться надзвичайно гаряча [[Плазма (агрегатний стан)|плазма]] вільно рухливих кварків і глюонів. Цю фазу матерії називають [[кварк-глюонна плазма|кварк-глюонною плазмою]].<ref>
{{cite journal
 |author=S. Mrowczynski
 |journal=[[Acta Physica Polonica B]]
 |title=Quark–Gluon Plasma
 |volume=29 | page=3711
 |year=1998
 |arxiv=nucl-th/9905005
 |bibcode=1998AcPPB..29.3711M
 |doi=
}}</ref> Точні умови досягнення цієї фази не відомі, і були предметом вивчення в багатьох експериментах. Згідно з останніми оцінками температура переходу в кварк-глюонну плазму становить приблизно (1,90 ± 0,02) × 10<sup>12</sup> Кельвін.<ref>
{{cite journal
 |author1=Z. Fodor
 |author2=S.D. Katz
 |title=Critical point of QCD at finite T and μ, lattice results for physical quark masses
 |journal=[[Journal of High Energy Physics]]
 |volume=2004 |issue=4 |page=50
 |year=2004
 |arxiv=hep-lat/0402006
 |bibcode=2004JHEP...04..050F
 |doi=10.1088/1126-6708/2004/04/050
}}</ref> Проте стан повністю вільних кварків і глюонів в експериментах ніколи не досягався (попри численні спроби ЦЕРН в 1980-их і 1990-их роках).<ref>
{{cite arXiv
 |author1=U. Heinz
 |author2=M. Jacob
 |year=2000
 |title=Evidence for a New State of Matter: An Assessment of the Results from the CERN Lead Beam Programme
 |eprint=nucl-th/0002042
}}</ref>

Кварк-глюонна плазма характеризується збільшенням кількості важких пар кварків по відношенню до пар верхній-нижній кварк. Вважається, що в період до 10<sup>−6</sup> секунди після Великого вибуху (у [[Кваркова епоха|кваркову епоху]]), Всесвіт перебував у стані кварк-глюонної плазми, оскільки температура була занадто високою для існування стабільних адронів.<ref>
{{cite book
 |author=T. Yulsman
 |title=Origins: The Quest for Our Cosmic Roots
 |page=75
 |publisher=[[CRC Press]]
 |year=2002
 |isbn=0-7503-0765-X
}}</ref>

== Див. також ==
* [[Кваркова модель]]
* [[Кварк-глюонна плазма]]
* [[Гіпотеза субкварків]]
* [[Глюон]]
* [[Конфайнмент]]
* [[Квантова хромодинаміка]]
* [[Асимптотична свобода]]
* [[Кварконій]]
* [[Кваркова зоря]]

== Примітки ==
{{reflist|2}}

== Джерела ==
* {{книга
|автор        = Индурайн Ф.
|назва        = Квантовая хромодинамика. Введение в теорию кварков и глюонов
|рік          = 1986
|видавництво  = Мир
|місто        = {{Comment|М.|Москва}}
|сторінок     = 288
}}
* {{книга
|автор        = Трейман С.
|назва        = Этот странный квантовый мир
|рік          = 2002
|видавництво  = РХД
|місто        = Ижевск
|сторінок     = 224
}}

== Посилання ==
* [http://www.bnl.gov/rhic/ The Relativistic Heavy Ion Collider] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101030230308/http://www.bnl.gov/RHIC/ |date=30 Жовтня 2010 }} at [http://www.bnl.gov/ Brookhaven National Laboratory] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060613094207/http://www2.bnl.gov/ |date=13 Червня 2006 }}
* [http://aliceinfo.cern.ch/ The Alice Experiment] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110602001439/http://aliceinfo.cern.ch/ |date=2 червня 2011 }} at [http://www.cern.ch CERN] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070726091712/http://www.cern.ch/ |date=26 Липня 2007 }}
* [http://theory.tifr.res.in/~sgupta/ilgti The Indian Lattice Gauge Theory Initiative] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050308224730/http://theory.tifr.res.in/~sgupta/ilgti/ |date=8 Березня 2005 }}

{{бібліоінформація}}
{{частинки}}
{{Джеймс Джойс}}

[[Категорія:Кварки| ]]