quark

quark

Costituente fondamentale di protoni, neutroni e di tutti gli adroni osservati. Si conoscono 6 tipi o sapori di quark: tre di tipo up (u, c, t ovvero up, charm e top) con carica elettrica +2/3 (in unità della carica del protone) e tre di tipo down (d, s, b ovvero down, strange e bottom) con carica elettrica −1/3. Ogni sapore di quark ha massa diversa, e le masse sono distribuite in un ampio intervallo, tra il più leggero, il quark up di massa uguale a circa 5 MeV/c², al più pesante, il quark top di massa circa 173 GeV/c². I quark e i gluoni sono i campi che intervengono nella formulazione della cromodinamica quantistica (QCD, quantumchromodynamics) la moderna teoria delle interazioni forti, che è una teoria di gauge basata sulle cariche di colore. Ciascun sapore di quark esiste in tre colori. In QCD i quark interagiscono tra loro scambiandosi uno o più gluoni oppure si annichilano in uno o più gluoni. Questi ultimi, anch’essi dotati di cariche di colore sono i bosoni di gauge della QCD. I quark come ogni altra particella colorata, non si possono propagare liberi, ma sono confinati all’interno degli adroni. Gli adroni osservati sono composti di quark in combinazioni che hanno cariche totali nulle di colore (o, come si dice, sono singoletti di colore). I mesoni sono composti senza colore di coppie quark-antiquark, mentre i barioni sono composti di tre quark; tra questi i protoni (uud) e i neutroni (udd) sono i più leggeri. I quark, in quanto dotati di colore sono soggetti alle interazioni forti, avendo una carica elettrica sono soggetti alle ­interazioni elettromagnetiche, in quanto dotati di isospin (o spin isotopico) debole partecipano alle interazioni deboli e, infine, essendo portatori di energia hanno interazioni gravitazionali. Tra le particelle fondamentali del Modello Standard, cioè quark e leptoni, bosoni di gauge e di Higgs, i quark, quindi, sono i soli oggetti che hanno tutte le forme di interazione conosciute.

→ Interazioni fondamentali