Hvad er en kvark?
En kvark er en lille teoretisk partikel, der udgør protoner og neutroner i atomkernen. Sammen med gluoner udgør kvarker også mere eksotiske hadroner, såsom mesoner, som ikke er stabile. Det kaldes teoretisk, for selv om det antages at det eksisterer en bedre fysikteori, er det aldrig blevet observeret direkte.
Sammen med leptoner - elektroner, muoner, tau og tilhørende neutrinoer og antipartikler - udgør kvarker alt det synlige stof i universet. De er de eneste grundlæggende partikler, der interagerer med hinanden gennem alle fire grundlæggende kræfter: stærk atomkraft, svag kernekraft, elektromagnetisk kraft og tyngdekraft. En grundlæggende egenskab ved disse partikler er indeslutning - alle kvarker udgør hadroner og er nødvendigvis aldrig uafhængige. Beskrivelser af deres fysiske egenskaber kom fra kvante-kromodynamik (QCD), teorien om den stærke atomkraft, der holder atomkernen sammen.
Som alle andre subatomære partikler kan kvarker beskrives udtømmende med tre kvanttal: spin J, paritet P og masse m. Fordi de aldrig er isoleret, skal disse egenskaber udledes ved at observere de større partikler, de udgør. Der er seks kendte typer: op, ned, charme, mærkelig, top og bund. Disse navne er rent vilkårlige og antyder ikke noget om hver enkelt kvarks egenskaber.
Den normale sag, der udgør størstedelen af universet, består af op- og nedadgående kvarker, som er de letteste af partiklerne. En proton er lavet af to op og en ned kvark, mens en neutron er lavet af to ned og en op kvark.
Kvarker har varierende masser, som måles i GeV (giga elektron-volt) over lysets hastighed. Subatomiske partikler måles med hensyn til den energi, de producerer snarere end masse i gram. Den nede kvark er cirka dobbelt så massiv som op. Det mærkelige er omkring 20 gange så massivt som dunkvarken. Charme-kvarken er ca. 10 gange så massiv som den, efterfulgt af bunden, som er cirka tre gange så massiv som den sidste, og til sidst den øverste kvark, som er den mest massive af alle. Stigende masse har en tendens til at svare til partiklens knaphed og nødvendiggør mere eksotiske fysiske forhold for dens manifestation.
Fysikere er på udkig efter teoretiseret kvarkmateriale, et hypotetisk gitter lavet af kontinuerlige kvarker forbundet med gluoner. Det vides endnu ikke, om denne type stof er fysisk muligt. I så fald findes det sandsynligvis i kernen i ekstremt kompakte stjerner, der endnu ikke er kollapset i et sort hul.