კვარკი
კვარკი — უსტრუქტურო ელემენტარული ნაწილაკი და მატერიის ფუნდამენტური კომპონენტი. კვარკები ერთიანდება კომპოზიტურ ნაწილაკებად, რომელსაც ჰადრონები ეწოდება. მათგან ყველაზე სტაბილურია ატომის ბირთვების კომპონენტები: პროტონები და ნეიტრონები. დაკვირვებადი მატერია შედგება კვარკებისგან, ქვედა კვარკებისგან და ელექტრონებისაგან. ფერთა შეკავების სახელით ცნობილი ფენომენის გამო, კვარკები არასოდეს ჩნდებიან იზოლირებულად; მათი აღმოჩენა შესაძლებელია მხოლოდ ჰადრონებში, რომლებიც მოიცავს ბარიონებს (როგორიცაა პროტონები და ნეიტრონები) და მეზონები, ან კვარკ-გლუონების პლაზმაში. ამ მიზეზით, კვარკების შესახებ ბევრი ინფორმაცია იქნა მიღებული ჰადრონებზე დაკვირვების შედეგად. კვარკებს აქვთ სხვადასხვა თვისებები, როგორებიცაა: ელექტრული მუხტი, მასა, ფერის მუხტი და სპინი. ისინი ერთადერთი ელემენტარული ნაწილაკებია სტანდარტულ მოდელში, რომლებიც მონაწილეობენ ოთხივე ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებაში (ელექტრომაგნიტური, გრავიტაციული, ძლიერი და სუსტი) და ასევე არიან ერთადერთი ცნობილი ნაწილაკები, რომელთა ელექტრული მუხტები არ არის ელემენტარული მუხტის მთელი რიცხვი. არსებობს კვარკების ექვსი ტიპი, რომლებიც ცნობილია როგორც არომატები: u-, d-, c-, s-, b-, t- კვარკებს აქვთ ყველაზე მცირე მასები ყველა კვარკს შორის. მძიმე კვარკები პროცესში სწრაფად გადაიქცევა u- და d- კვარკებად. ამის გამო, u- და d- კვარკები, როგორც წესი, სტაბილური და ყველაზე მრავლადაა სამყაროში, ხოლო s-, c-, b- და t- კვარკები შეიძლება წარმოიქმნას მხოლოდ მაღალი ენერგიის ნაწილაკების შეჯახებისას (კოსმოსურ სხივებსა და ნაწილაკთა ამაჩქარებლებში). კვარკის თითოეული არომატისთვის არის ანტინაწილაკის შესაბამისი ტიპი, რომელიც ცნობილია როგორც ანტიკვარკი, რომელიც განსხვავდება კვარკისგან მხოლოდ იმით, რომ მის ზოგიერთ თვისებას (როგორიცაა ელექტრული მუხტი) აქვს იგივე სიდიდე, მაგრამ საპირისპირო ნიშანი. კვარკების მოდელი დამოუკიდებლად შემოგვთავაზეს ფიზიკოსებმა მარი გელ-მანმა და ჯორჯ ცვაიგმა 1964 წელს, რომლებმაც ისინი ფიზიკაში შეიტანეს ჰადრონების თვისებების მოწესრიგების სქემის ნაწილი, თუმცა იმ დროს მცირე მტკიცებულება არსებობდა. მათი ფიზიკური არსებობა 1968 წელს სტენფორდის ხაზოვანი ამაჩქარებლის ცენტრში ღრმა არაელასტიურობის გაფანტვის ექსპერიმენტებამდე. ამაჩქარებლის ექსპერიმენტებმა აჩვენა ექვსივე ტიპის კვარკის არსებობა. t-კვარკი, რომელიც პირველად აღმოაჩინეს ფერმილაბში 1995 წელს, იყო უკანასკნელი კვარკების რიგიდან.