素粒子のお話 - クォーク

クォークは、陽子や中性子のようなハドロンを構成する基本粒子であり、現在の標準模型ではそれ以上の内部構造が発見されていない基本粒子に分類される。クォークにはアップ、ダウン、チャーム、ストレンジ、トップ、ボトムの6種類があり、それぞれ異なる質量と電荷を持つ。陽子はアップクォーク2個とダウンクォーク1個、中性子はアップクォーク1個とダウンクォーク2個で構成されている。クォーク間には強い相互作用が働き、グルーオンという粒子がこれを媒介する。クォークの重要な特徴は閉じ込め現象であり、単独で観測されることはなく、常に他のクォークと結合した状態で存在する。2つのクォークが結合した中間子と、3つのクォークが結合した重粒子が代表的なハドロンである。宇宙初期の非常に高い温度と密度では、クォークとグルーオンが自由に動き回るクォーク・グルーオン・プラズマ状態が存在したと推定されており、現在の粒子加速器実験を通じてこのような極限状態を再現し研究している。