Quark - Définition

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Remarques

Masses des quarks : les masses indiquées des quarks U et D sont uniquement issues de l'influence de l'hypothétique champ de Higgs. On prend également en compte l'influence du champ de gluons qui est responsable de près de 300 MeV.c-2 par quark, soit la quasi-totalité de la masse. En effet, quand on divise la masse d'un nucléon par trois (nombre de quarks) on trouve bien ~300 MeV.c-2 ; et seulement 4 à 8 MeV.c-2 pour le quark D et 1,5 à 4 MeV.c-2 pour le quark U.

Interaction des quarks, notion de gluon

Les quarks interagissent par l'intermédiaire de l'interaction forte, décrite par la chromodynamique quantique qui a une structure voisine, mais plus compliquée, de celle de l'électrodynamique quantique. La charge de couleur pour l'interaction forte joue alors un rôle analogue à celui de la charge électrique pour l'interaction électromagnétique.

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. Sa charge électrique est de: 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0/3 soit 0. Il est donc neutre.

Le fait que l'on ne puisse pas isoler de quark rend la mesure de leur masse extrêmement approximative (voir les fourchettes d'erreur sur le tableau). Il n'est même pas clair que la notion de masse d'un quark puisse avoir un sens bien défini.

Les gluons

Les médiateurs de l'interaction forte sont nommés gluons. À la différence de l'électrodynamique quantique dans laquelle les photons sont neutres électriquement, les gluons sont également colorés et interagissent donc entre eux. Ils sont au nombre de huit ce qui correspond à la dimension du groupe SU(3) utilisé pour décrire mathématiquement l'interaction forte.

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