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NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDonnerstag, 18. September 2014 

Quark (Physik)


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Quarks sind die elementaren Bestandteile ( Elementarteilchen ) aus denen Hadronen aufgebaut sind.

Zusammen mit den Leptonen gelten sie heute als die fundamentalen aus denen alle Materie aufgebaut ist.

Der Name Quark entstammt dem (Nonsens-)Satz quarks for Muster Mark" in James Joyces "Finnegan's Wake".

Quarks tragen einen Spin von 1/2 und sind damit Fermionen .

Name Symbol El. Ladung Masse ( MeV / c ²)
Up u +2/3 1 5–5
Down d –1/3 17–25
Charm c +2/3 1.100–1.400
Strange s –1/3 60–170
Top t +2/3 165.000–180.000
Bottom b –1/3 4.100–4.400

Zu allen Quarks existiert ein entsprechendes Antiteilchen Antiquark genannt mit entgegengesetzter elektrischer Ladung.

Die Elektrische Ladung der Quarks ist –1/3 oder +2/3 Elementarladung . Die Regeln der Quantenchromodynamik (QCD) stellen sicher dass Quarks nicht auftreten sondern sich immer derart zu Mesonen (Quark und Antiquark) oder Baryonen (drei oder drei Antiquarks) vereinen so dass nach nur ganzzahlige elektrische Ladungen sichtbar sind.

In jüngster Zeit ( 2003 ) sind auch Teilchen beobachtet worden die gebundenen Zustand aus fünf Quarks darstellen (vier und ein Anti-Quark Pentaquark ). Auch solche Teilchen haben ganzzahlige Ladungen können (nach ihrer so genannten Baryonenzahl) als aufgefasst werden oder als Verbindung von einem mit einem Meson.

Neben der elektrischen Ladung besitzen Quarks eine Farbladung die mit 'rot' 'grün' 'blau' 'antirot' und 'antiblau' bezeichnet wird. Es gibt einen Erhaltungssatz der besagt dass zusammengesetzte Teilchen immer sein müssen.

Als Konsequenz dieses Erhaltungssatzen können Quarks alleine beobachtet werden sondern nur zusammen mit Quarks und Gluonen den Teilchen der starken Wechselwirkung die die Bindung zwischen den Quarks (vgl. Confinement )

Die Zuordnung der Massen ist aus diesem Grund nicht eindeutig. unterscheidet in diesem Zusammenhang Konstituentenquarks und Stromquarks. oben angegebenen Massen sind die der Stromquarks.

Im Rahmen einer "Thermodynamik der QCD" für Quarks ein Zustand vorausgesagt in welchen die Quarks wie quasi-freie Teilchen verhalten das Quark-Gluon-Plasma . Der zugehörige Phasenübergang wird bei einer die einer Energie von 200 MeV entspricht der ein- bis dreifachen Dichte von Atomkernen Eine direkte Beobachtung des Quark-Gluon-Plasmas ist bisher möglich; Experimente am CERN und BNL liefern jedoch Indizien für dessen Existenz.



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