Fundamentale Quarkeigenschaften

Die Quarks im Standard-Modell - Die fundamentalen Eigenschaften

Bevor wir die aus Quarks zusammengesetzten Mesonen und Baryonen genauer betrachten, müssen wir zuerst die fundamentalen Eigenschaften der Quarks kennenlernen.

Eine Eigenschaft kennen wir bereits, Quarks haben den Spin s = 1/2, sie sind also Fermionen.
Es gibt aber weitere wichtige Eigenschaften:

1. Der Quark-Flavour

Auch diese Eigenschaft kennen wir bereits. Man bezeichnet die 6 verschiedenen Quark-Sorten auch als Quark-Flavours (Geschmacksrichtung, engl. flavour). Die Anlehnung an die verschiedenen Geschmacksrichtungen

von Erdbeer-Quark oder Vanille-Quark ist hier durchaus gewollt.
Wenn also ein Physiker nach dem Flavour eines Quarks fragt, will er wissen, ob es ein up-, down-, strange-, charm-, bottom- oder top-Quark ist.

2. Die elektrische Ladung

Die elektrische Ladung der Quarks ist wohl eine ihrer erstaunlichsten Eigenschaften. Nicht, dass sie überhaupt elektrische Ladung tragen, sondern dass

es "Drittelladungen" sind, ist erstaunlich. Quarks tragen entweder die Ladung +2/3 e oder -1/3 e. Antiquarks tragen dementsprechend entweder die Ladung -2/3 e oder +1/3 e.

3. Die Masse

Die Einordnung der Quarks in Generationen wurde nach der Größe ihrer Masse vorgenommen. Da die Quarks aber nicht als freie Teilchen auftreten, ist der Begriff ihrer Masse problematisch und definitionsabhängig. Es sind verschiedene Definitionen gebräuchlich (siehe und ).

Gängige Werte sind in untenstehender Tabelle zu sehen. Die Massen sind dabei sehr unterschiedlich. Die des schwersten Quarks, des top-Quarks, ist sehr viel größer, als die des leichtesten Quarks, des up-Quarks (siehe Übersichtstabelle unten). Allgemein spricht man bei u-, d- und s-Quarks von den drei leichten und bei c-, b- und t-Quarks von den drei schweren Quarks.

4. Die Wechselwirkungen

Die Quarks nehmen an allen Wechselwirkungen teil!

In folgender Tabelle sind die wichtigsten Quark-Eigenschaften zusammengefasst (Quelle:

). Man beachte, dass die Massen (siehe Hinweis!) der leichten Quarks als nicht gesichert gelten:

Flavour	Generation	Symbol	Massen in MeV/c²	elektrische Ladung in e
up down	I.	u d	1,5 bis 5 17 bis 25	+2/3 -1/3
strange charm	II.	s c	60 bis 170 1100 bis 1400	-1/3 +2/3
bottom top	III.	b t	4100 bis 4400 173800 +/- 5200	-1/3 +2/3