valenskvarkene

Valenskvarkene är de kvarkar som bestämmer ett hadrons kvanttal i kvarkmodellen. De utgör hadomens grundläggande innehåll och definierar dess nettoflavor, elektriska laddning och andra kvantnummer. För baryoner är valenskvarkarna tre, och för mesoner är det ett par bestående av en kvark och en antikvark.

I ett hadron kan man också finnas sea-quarks och gluoner, som uppstår genom kvantfluktuationer. Valenskvarkarna är därför som den definierande kärnan i hadronens innehåll, medan sea-quarks bidrar till dess struktur på längre djup och mörkare spektrum. Exempel på vanlig valenskonfigurationer är protonen med två uppkvarakar och en nedkvark (uud) och neutronen med udden av två nedkvarkar och en uppkvark (udd). Mesoner som π+ består av en uppkvark och en antikvark (ubar).

Valenskvarkarna bestämmer hadronens kvantnummer, såsom elektrisk laddning, baryonantal och strangeness, charm, bottom eller topp om sådana kvarkar ingår. I konstituent-quarkmodeller används ofta funna effektiva massor för valenskvarkarna (till exempel omkring några hundra MeV för ljusa kvarkar och högre för tyngre smaker) som används för att beskriva spektroskopi och magnetiska moment.

Experimentellt undersöks valenskvarkarna särskilt i höghastighetsströmning och djupinelastiska kollisioner, där partonfördelningar visar en dominerande valensregion vid större momentumandelar (x). Sea-quarks bidrar främst vid små x och i olika osäkerheter.

Historiskt introducerades begreppet valensekvarkar inom kvarkmodellen av Murray Gell-Mann och George Zweig på 1960-talet. Begreppet betonar det minimala innehållet som avgör hadronens identitet, i kontrast till de kvark-antiquark-par som uppkommer i kvantfluktuationerna.