Maddenin en küçük yapı taşı olan atom ile ilgili birçok bilginin değişmesine ve yeni madde modelleme sistemlerinin ortaya çıkmasına sebep olan kuark nedir? Kuark bilim ve fizik dünyasının en önemli ve en çok tartışılan konularından biridir. Bir tür temel parçacık olan kuark maddenin temel bileşenleri arasında yer alır. Hadronlar kuark parçalarının bir araya gelmesi ile meydana gelir. Atom çekirdeğinin bileşenleri nötron ve proton bu hadronların en kararlıları arasında yer alır. Kuarklar genellikle yalnız bulunmazlar. Dahilinde genellikle baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar da bulunur.
Kuark Nedir? Kuarklarin Özellikleri Nelerdir?
Kuarklar elektrik yükü, renk yükü, spin ve kütle farklı yapısal özelliklere sahip küçük yapı taşlarıdır. Elektromanyetizma, kütle çekimi, güçlü etkileşim ve zayıf etkileşim olan dört temel kuvvet ile etkileşim halindedir. Ayrıca birçok yapı parçaları gibi elektrik yükü temel yükün tam sayı katı değildir. Kuarkların yukarı, aşağı, tılsım, garip, üst ve alt grupları olmak üzere kendi aralarında altı farklı tipi bulunur. Yukarı ve aşağı kuarklar en düşük kütleli kuarklardır ve ağır kuarkların parçacık bozunması sonucu meydana gelirler. En yaygın bulunan kuark türleri bu türlerdir. Tılsım, garip, üst ve alt kuarklar ise yüksek enerjili çarpışmalar sonucu meydana gelir.
Kuarkların antiparçacıklarına antikuark adı verilir. Bu antikuarklar kuarkun sembolünün üzerine çizgi eklenmesi ile ifade edilir. Antikuarklar da kuarklar ile aynı özelliklere sahiptir. Örneğin bir antikuark kendi kuarkı ile aynı kütleye sahiptir. Bu antikuarkın ortalama ömrü de kuark ile benzerdir. Elektrik yükü ile diğer yükleri de ters işaretlidir.
İlk kuark modeli 1964 yılında Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından farklı çalışmalarda ortaya atılmıştır. 1968 yılında ise Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezinde (SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı) kuark üzerine derin inelastik saçılma deneyleri yapılmış ve kuarkın varlığı fiziksel olarak ispat edilmiştir. Bir süre sonra eklenen yeni çalışma ve deneyler sonucu altı kuark türünün tamamı ispat edilmiş ve keşifleri tamamlanmıştır. En son keşfedilen kuark türü üst kuarktır. Üst kuarkın keşfi Fermilab’da 1995 yılında gerçekleşmiştir.