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Quark (particule)

Les quarks sont des fermions et considérés comme les constituants ultimes de la matière dans le cadre de la théorie du modèle standard.

La théorie des quarks a été inventée par le physicien Murray Gell-Mann, qui reçut pour l'occasion le prix Nobel de physique en 1969.

Ces particules de spin 1/2 sont de six sortes, auxquelles on a donné des noms pleins de poésie :

• le quark up (charge électrique: +2/3)
• le quark down (charge électrique: -1/3)
• le quark top (charge électrique: +2/3)
• le quark beauty (charge électrique: -1/3)
• le quark charmed (charge électrique: +2/3)
• le quark strange (charge électrique: -1/3)

Les quarks possèdent également une autre propriété que l'on a nommée, faute de mieux, charge de couleur. Un quark peut être « rouge », « vert » ou « bleu », ainsi que changer de couleur.

Les quarks ont cette caractéristique que l'on ne les observe jamais seuls. En effet, ils sont toujours groupés de telle sorte que :

• la somme de leur charge électrique est entière,
• la somme de leur charge de couleur est blanche.

Les quarks s'assemblent en hadrons. Il en existe deux sortes :

• assemblage de trois quarks de couleurs différentes : ils constituent alors un baryon
• assemblage d'un quark et d'un anti-quark : ils constituent alors un méson

Le proton est un baryon constitué de deux quarks up et d'un seul quark down. Sa charge électrique est de : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 3/3 soit +1.
Le neutron est aussi un baryon composé de deux quarks down et d'un seul quark up. Il est donc neutre.

La force qui maintient les quarks groupés entre eux s'appelle l'interaction forte. Le médiateur de cette force est nommé gluon.

Etymologie : Le mot quark provient d'une phrase du roman Finnegans Wake de James Joyce : "Three Quarks for Muster Mark!".