Brøkdelsladninger

Brøkdelsladninger er elektriske ladninger, der er brøker af den grundlæggende enhedsladning e. I højenergifysik er begrebet særligt forbundet med quarker, som ifølge Standardmodellen kommer i to ladningsklasser: +2/3e og -1/3e. Up, charm og top har +2/3e, mens down, strange og bottom har -1/3e. Antiquarker har omvendt fortegn. Hadroner er farvekonfinerede kombinationer af quarker, og derfor har observerbare partikler altid ladninger, der er hele multipler af e.

Brøkdelsladninger observeres ikke som frie ladninger. Quarker er farvekonfinerede og forekommer kun i kombinationer som hadroner. Derfor kan man måle partikler med heltalsladninger: protonet har +e, neutronen 0e, π+ har +e og π− har −e. Den underliggende forklaring findes i kvantekromodynamik (QCD) og Standardmodellen, hvor ladningen bliver et resultat af summen af brøkdelsladningerne inden i hadronerne.

Historisk gav eksperimenter i 1960’erne ved SLAC evidens for pointpartikler i nucleoner med brøkdelsladninger, senere identificeret som quarker. Siden har yderligere eksperimenter støttet quark-modellen og ladningsfordelingen i hadroner og støttet idéen om farvekonfinement.

Brøkdelsladninger er derfor en grundlæggende egenskab ved materiens opbygning og en central del af forståelsen af, hvordan ladning fordeles i subatomære systemer.