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夸克（英語：quark，又譯“層子”）是一種基本粒子，也是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元?？淇嘶ハ嘟Y(jié)合，形成一種復(fù)合粒子，叫強子，強子中最穩(wěn)定的是質(zhì)子和中子，它們是構(gòu)成原子核的單元。由于一種叫“夸克禁閉”的現(xiàn)象，夸克不能夠直接被觀測到，或是被分離出來；只能夠在強子里面找到夸克。就是因為這個原因，我們對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。
所有的中子都是由三個夸克組成的，反中子則是由三個相應(yīng)的反夸克組成的，比如質(zhì)子，中子。質(zhì)子由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。我們知道夸克有六種，夸克的種類被稱為“味”，它們是上、下、粲、奇、底及頂。上及下夸克的質(zhì)量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程，來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質(zhì)量態(tài)變成低質(zhì)量態(tài)的過程。就是因為這個原因，上及下夸克一般來說很穩(wěn)定，所以它們在宇宙中很常見，而奇、粲、頂及底則只能經(jīng)由高能粒子的碰撞產(chǎn)生（例如宇宙射線及粒子加速器）。
夸克有著多種不同的內(nèi)在特性，包括電荷、色荷、自旋及質(zhì)量等。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，夸克是唯一一種能經(jīng)受全部四種基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有時會被稱為“基本力”（電磁、引力、強相互作用及弱相互作用）。夸克同時是現(xiàn)時已知唯一一種基本電荷非整數(shù)的粒子?？淇嗣恳环N味都有一種對應(yīng)的反粒子，叫反夸克，它跟夸克的不同之處，只在于它的一些特性跟夸克大小一樣但正負(fù)不同。
電荷
夸克的電荷值為分?jǐn)?shù)——基本電荷的?1?3倍或+2?3倍，隨味而定。上、粲及頂夸克（這三種叫“上型夸克”）的電荷為+2?3，而下、奇及底夸克（這三種叫“下型夸克”）的則為?1?3。反夸克與其所對應(yīng)的夸克電荷相反；上型反夸克的電荷為?2?3，而下型反夸克的電荷則為+1?3。由于強子的電荷，為組成它的夸克的電荷總和，所以所有強子的電荷均為整數(shù)：三個夸克的組合（重子）、三個反夸克（反重子），或一個夸克配一個反夸克（介子），加起來電荷值都是整數(shù)。例如，組成原子核的強子，中子和質(zhì)子，其電荷分別為0及+1；中子由兩個下夸克和一個上夸克組成，而質(zhì)子則由兩個上夸克和一個下夸克組成。自旋
自旋是基本粒子的一種內(nèi)在特性，它的方向是一項重要的自由度。在視像化時，有時它會被視為一沿著自己中軸轉(zhuǎn)動的物體（所以名叫“自旋”），但是由于科學(xué)家們認(rèn)為基本粒子應(yīng)是點粒子，所以上述這個看法有點兒誤導(dǎo)。
自旋可以用矢量來代表，其長度可用約化普朗克常數(shù)?來量度。量度夸克時，在任何軸上量度自旋的矢量分量，結(jié)果皆為+?/2或??/2；因此夸克是一種自旋1?2粒子。沿某一軸（慣例上為z軸）上的旋轉(zhuǎn)分量，一般用上箭頭↑來代表+1?2，下箭頭↓來代表?1?2，然后在后加上味的符號。例如，一自旋為+1?2的上夸克可被寫成u↑。弱相互作用
夸克只能通過弱相互作用，由一種味轉(zhuǎn)變成另一種味，弱相互作用是粒子物理學(xué)的四種基本相互作用之一。任何上型的夸克（上、粲及頂夸克），都可以通過吸收或釋放一W玻色子，而變成下型的夸克（下、奇及底夸克），反之亦然。這種變味機制正是導(dǎo)致β衰變這種放射過程的原因，在β衰變中，一中子（n）“分裂”成一質(zhì)子（p）、一電子（e）及一反電子中微子（νe）（見右圖）。在β衰變發(fā)生時，中子（udd）內(nèi)的一下夸克在釋放一虛W玻色子后，隨即衰變成一上夸克，于是中子就變成了質(zhì)子（uud）。隨后W玻色子衰變成一電子及一反電子中微子。n→p+e-+νe（β衰變，重子標(biāo)記）udd→uud+e-+νe（β衰變，夸克標(biāo)記）β衰變及其逆過程“逆β過程”在醫(yī)學(xué)上都有常規(guī)性的應(yīng)用，例如正電子發(fā)射計算機斷層掃描。這兩個過程在高能實驗中也有應(yīng)用，例如中微子探測。圖為六種夸克間弱相互作用的強度。線的“深淺”由CKM矩陣的元決定。
盡管所有夸克的變味過程都一樣，每一種夸克都偏向于變成跟自己同一代的另一夸克。所有味變的這種相對趨勢，都是由一個數(shù)學(xué)表來描述，叫卡比博-小林-益川矩陣（CKM矩陣）。CKM矩陣內(nèi)所有數(shù)值的大約大小如下：，其中Vij代表一夸克味i變成夸克味j（反之亦然）的可能性。
輕子（上圖β衰變中在W玻色子右邊的粒子）也有一個等效的弱相互作用矩陣，叫龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣（PMNS矩陣）。PMNS矩陣及CKM矩陣合起來能夠描述所有味變，但兩者間的關(guān)系并不明朗。強相互作用與色荷
夸克有一種叫“色荷”的性質(zhì)。色荷共分三種，可任意標(biāo)示為“藍”、“綠”及“紅”每一種色荷都有其對應(yīng)的反色荷——“反藍”、“反綠”及“反紅”。每一個夸克都帶一種色，而每一個反夸克則帶一種反色。
掌管夸克間吸引及排斥的系統(tǒng)，是由三種色的各種不同組合所負(fù)責(zé)，叫強相互作用，它是由一種叫膠子的規(guī)范玻色子所傳遞的；下文中有關(guān)于膠子更詳細的討論。描述強相互作用的理論叫量子色動力學(xué)（QCD）。一個帶某色荷的夸克，可以和一個帶對應(yīng)反色荷的反夸克，一起生成一束縛系統(tǒng)；三個（反）色荷各異的（反）夸克，也就是三種色每種一個，同樣也可以束縛在一起。兩個互相吸引的夸克會達至色中性：一夸克帶色荷ξ，加上一個帶色荷?ξ的反夸克，結(jié)合后色荷為零（或“白”色），成為一個介子。跟基本光學(xué)的顏色疊加一樣，把三個色荷互不相同的夸克或三個這樣的反夸克組合在一起，就會同樣地得到“白”的色荷，成為一個重子或反重子。
在現(xiàn)代粒子物理學(xué)中，聯(lián)系粒子相互作用的，是一種叫規(guī)范對稱的空間對稱群（見規(guī)范場論）。色荷SU(3)（一般簡寫成SU(3)c）是夸克色荷的規(guī)范對稱，也是量子色動力學(xué)的定義對稱。物理學(xué)定律不受空間的方向（如x、y及z）所限，即使坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到一個新方向，定律依然不變，量子色動力學(xué)的物理也一樣，不受三維色空間的方向影響，色空間的三個方向分別為藍、紅和綠。SU(3)c的色變與色空間的“旋轉(zhuǎn)”相對應(yīng)（數(shù)學(xué)上，色空間是復(fù)數(shù)空間）。每一種夸克味，f，下面都有三種小分類fB、fG和fR，對應(yīng)三種夸克色藍、綠和紅，形成一個三重態(tài)：一股有三個分量的量子場，并且在變換時遵從SU(3)c的基本表示。這個時候SU(3)c應(yīng)是局部的，這個要求換句話說，就是容許變換隨空間及時間而定，所以說這個局部表示決定了強相互作用的性質(zhì)，尤其是有八種載力用膠子這一點。質(zhì)量
在提及夸克質(zhì)量時，需要用到兩個詞：一個是“凈夸克質(zhì)量”，也就是夸克本身的質(zhì)量；另一個是“組夸克質(zhì)量”，也就是凈夸克質(zhì)量加上其周圍膠子場的質(zhì)量。這兩個質(zhì)量的數(shù)值一般相差甚遠。一個強子中的大部份的質(zhì)量，都屬于把夸克束縛起來的膠子，而不是夸克本身。盡管膠子的內(nèi)在質(zhì)量為零，它們擁有能量——更準(zhǔn)確地，應(yīng)為量子色動力學(xué)束縛能（QCBE）——就是它為強子提供了這么多的質(zhì)量（見狹義相對論中的質(zhì)量）。例如，一個質(zhì)子的質(zhì)量約為938 MeV/C2，其中三個價夸克大概只有11 MeV/c2；其余大部份質(zhì)量都可以歸咎于膠子的QCBE。
標(biāo)準(zhǔn)模型假定所有基本粒子的質(zhì)量，都是來自希格斯機制，而這個機制跟未被發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子有關(guān)系。頂夸克有著很大的質(zhì)量，一個頂夸克大約跟一個金原子核一樣重（~171 GeV/c2），而透過研究為什么頂夸克的質(zhì)量那么大，物理學(xué)家希望能找到更多有關(guān)于夸克，及其他基本粒子的質(zhì)量來源。性質(zhì)列表
下表總結(jié)了六種夸克的關(guān)鍵性質(zhì)。每種夸克味都有自己的一組味量子數(shù)（同位旋（I3）、粲數(shù)（C）、奇異數(shù)（S）、頂數(shù)（T）及底數(shù)（B′）），它們代表著夸克系統(tǒng)及強子的一些特性。因為重子由三個夸克組成，所以所有夸克的重子數(shù)（B）均為+1/3。反夸克的話，電荷（Q）及其他味量子數(shù)（B、I3、C、S、T及B′）都跟夸克的差一個正負(fù)號。質(zhì)量和總角動量（J；相等于點粒子的自旋）不會因為反粒子而變號。
夸克按其特性分為三代，如下表所示：

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