Τα κουάρκ είναι θεμελιώδης δομικοί λίθοι της ύλης. Συναντώνται κυρίως στο εσωτερικό πρωτονίων και νετρονίων, δηλαδή των σωματιδίων που απαρτίζουν τον πυρήνα κάθε ατόμου στο Σύμπαν. Με βάση σύγχρονα πειραματικά δεδομένα, τα κουάρκ φαίνεται πως είναι κυριολεκτικά θεμελιώδη - δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια περιέχουν δύο τύπους κουάρκ. Αυτά ονομάζονται άνω (up) και κάτω (down) κουάρκ. Για λόγους μέχρι στιγμής άγνωστους, η Φύση σχεδίασε για κάθε τύπο κουάρκ δύο επιπλέον παρόμοια αντίγραφα, αν εξαιρέσει κανείς τις μεγαλύτερες μάζες τους. Τα βαρύτερα αντίγραφα του άνω κουάρκ ονομάζονται χαριτωμένο (charm) και υψηλό κουάρκ (top). Τα αντίγραφα του κάτω κουάρκ ονομάζονται παράξενο (strange) και χαμηλό (bottom). Μετατρέποντας την ενέργεια σε μάζα, επιταχυντές σωματιδίων παράγουν αυτά τα βαρύτερα και βραχύβια κουάρκ μέσω συγκρούσεων.

Οι τιμές των μαζών των κουάρκ εκτείνονται σε μία ευρεία περιοχή. Το βαρύτερο κουάρκ είναι το υψηλό, που είναι περίπου 100 000 φορές βαρύτερο των δύο ελαφρύτερων άνω και κάτω κουάρκ. Η θεωρητική ερμηνεία αυτής της ιεραρχίας μαζών παραμένει ακόμα αίνιγμα, αλλά η μεγάλη μάζα του υψηλού κουάρκ ίσως να αποτελέσει ένα βοηθητικό στοιχείο στην κατανόηση αυτού του αινίγματος. Η μελέτη των λεπτομερών ιδιοτήτων του υψηλού κουάρκ μπορεί να ρίξει φως στην προέλευση της ίδιας της μάζας στο Σύμπαν.

Jay Hubisz, Fermilab

Μετάφραση: Λεωνίδας Καλούσης