Les quarks sont les constituants ultimes de la matière dans le cadre de la théorie du modèle standard.
Ces particule de spin 1/2 sont de six sortes :
- le quark up (charge électrique: +2/3)
- le quark down (charge électrique: -1/3)
- le quark top (charge électrique: +2/3)
- le quark beauty (charge électrique: -1/3)
- le quark charmed (charge électrique: +2/3)
- le quark strange (charge électrique: -1/3)
Les quarks possèdent également une autre forme de charge nommée couleur. Un quark peut être rouge, bleu ou jaune, et peut même changer de couleur.
Les quarks ont cette caractéristique que l'on ne les observe jamais seuls. En effet, ils sont toujours groupés de telle sorte que :
- la somme de leur charge électrique est entière,
- le somme de leur charge de couleur est blanche.
Les quarks s'assemblent en hadrons. Il en existe deux sortes :
- assemblage de trois quark de couleurs différentes : ils constituent alors un baryon
- assemblage d'un quark et d'un anti-quark : ils constituent alors un méson
Le proton est un baryon constitué de deux quarks up et d'un seul quark down. Sa charge électrique est de : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 3/3 soit +1.
Le neutron est aussi un baryon composé de deux quarks down et d'un seul quark up. Il est donc neutre.
La force qui maintient les quarks groupés entre eux s'appelle l'interaction forte. Le médiateur de cette force s'appelle le gluon.
