kvarkkimallin

Kvarkkimalli on hiukkasfysiikan malli, jolla hadronit luokitellaan niiden kvarkkipitoisuuden ja vahvan vuorovaikutuksen symmetrioiden mukaan. Mallin yleisesti hyväksyttiin 1960-luvulla: Murray Gell-Mann ja George Zweig esittelivät sen vuonna 1964 itsenäisesti. Sen mukaan hadronit koostuvat kvarkeista ja anti-kvarkeista, ja kvarkkien maut sekä sitoutuneet värivarit ohjaavat vuorovaikutuksia. Kvarkeja on kuusi makua: up (u), down (d), strange (s), charm (c), bottom (b) ja top (t).

Kvarkeilla on väri, jota välittävät gluonit; vahva vuorovaikutus kuvataan kvanttikromodynamiikan (QCD) kautta. Hadronit jaetaan mesoneihin (kvarkki–anti-kvarkki) ja baryoneihin (kolme kvarkkia). Flavor SU(3) -symmetria ja Eightfold Way olivat lähtökohtia hadronien systemaattiselle rakenteelle ja massojen järjestykselle.

Nykyään kvarkkimalli muodostaa peruskehyksen hadronien spektrien ymmärtämiselle. Eri sovelluksissa käytetään sekä nykykvarkkimallia (current quark model) että konstituenttivärkkiä (constituent quark model) kuvaamaan erilaisten energioiden tiloja. Vahvan vuorovaikutuksen laskemista edustavat myös ei-perturbatiiviset menetelmät, kuten lattice QCD.

Mallin rajoituksena on se, että kvarkit eivät näy vapaasti; ne ovat sitoutuneita väriväriin. Eksotiset hadronit, kuten tetraquarkit ja pentaquarkit, laajentavat alkuperäistä rakennetta. Kvarkkimalli on edelleen keskeinen viite hadronien spektrille ja vahvan vuorovaikutuksen ymmärtämiselle, vaikka QCD tarjoaa sille peruslähtökohdan.