Mi az a quark? A fizikai részecske és a túrószerű sajt

Ha egy fizikaórán vagy egy német receptben bukkantál rá, és most azt kérdezed, mi az a quark, akkor jó helyen jársz – mert a szónak két, egymástól nagyon távoli jelentése van. Röviden: a fizikában a quark (magyarul kvark) az anyag egyik legalapvetőbb építőköve, a konyhában pedig egy krémes, friss tejtermék, a túró közeli rokona. Az egyiket részecskegyorsítóban keresik, a másikat a hűtőpultban. Nézzük meg mindkettőt.

Mi az a quark a fizikában?

A minket körülvevő anyag atomokból áll. Az atomok magjában protonok és neutronok vannak – sokáig úgy gondolták, ezek a legkisebb részecskék. Az 1960-as években azonban Murray Gell-Mann és tőle függetlenül George Zweig felvetette, hogy a protonok és a neutronok is még kisebb részecskékből állnak. Ezeket nevezte el Gell-Mann quarknak.

A név érdekes története: Gell-Mann James Joyce „Finnegans Wake” című regényének egy sorából kölcsönözte („Three quarks for Muster Mark!”). A hármas szám jól illett, hiszen egy proton és egy neutron is három kvarkból áll.

A kísérleti bizonyítékok az 1960-as évek végén érkeztek, és ma a kvarkok a fizika standard modelljének alapvető részei.

Milyen kvarkok vannak?

A fizikusok hatféle kvarkot ismernek, ezeket játékosan „ízeknek” nevezik:

1. Fel (up)
2. Le (down)
3. Bájos (charm)
4. Ritka (strange)
5. Felső (top)
6. Alsó (bottom)

A mindennapi anyag szinte teljes egészében a két legkönnyebb kvarkból, a fel és a le kvarkból áll:

• a proton két fel és egy le kvarkból,
• a neutron egy fel és két le kvarkból épül fel.

A nehezebb kvarkok csak nagy energiájú folyamatokban, például részecskegyorsítókban vagy a kozmikus sugárzásban jönnek létre, és nagyon gyorsan elbomlanak.

Miért nem látunk egyetlen kvarkot sem önmagában?

A kvarkokat az úgynevezett erős kölcsönhatás tartja össze, amelyet a gluonok nevű részecskék közvetítenek. Ez az erő különleges: minél távolabb próbálod húzni egymástól a kvarkokat, annál erősebb lesz. Ha elég energiát fektetsz bele, inkább új kvark-antikvark párok keletkeznek, mint hogy egy kvark „kiszabaduljon”. Ezt a jelenséget kvarkbezárásnak hívják. Ezért kvarkot sosem lehet magában megfigyelni, csak más részecskékbe zártan.

Mi az a quark a konyhában?

A quark (németül Quark) egy friss, savanyított tejtermék, amely Németországban, Ausztriában és Közép-Európa más részein nagyon népszerű. Tejsavbaktériumokkal, gyakran kevés tejoltóval alvasztják, majd a savót leszűrik. Az eredmény egy krémes, sima, enyhén savanykás termék.

A quark és a magyar túró közeli rokonok, de van különbség:

• a túró szemcsésebb, morzsalékosabb, szárazabb;
• a quark simább, krémesebb, kenhetőbb – állaga a sűrű joghurt és a túró között van.

A quark zsírtartalma változatos lehet, a soványtól a krémes, zsírosabb változatokig. Fehérjében gazdag, ezért a sportolók és a diétázók körében is kedvelt.

Mire használják a quarkot?

• Sütésre: a híres német Käsekuchen (túrótorta), túrós rétesek, pogácsák, palacsintatöltelékek.
• Hidegen: gyümölccsel, mézzel, müzlivel reggelire.
• Mártásokhoz, krémekhez: fűszernövényekkel kenhető krémként, burgonya mellé.
• Túró helyett: szinte minden túrós receptben használható, ha simább állagot szeretnél.

Miért fontos a kvarkok kutatása?

A kvarkok tanulmányozása segít megérteni, miből áll a világegyetem, és hogyan jött létre az anyag a Nagy Bumm utáni első pillanatokban. A kutatásokat óriási részecskegyorsítókban végzik, például a genfi CERN Nagy Hadronütköztetőjében, ahol a protonokat közel fénysebességre gyorsítják és összeütköztetik. Az eredmények nemcsak az alapkutatásban fontosak: az ehhez kifejlesztett technológiák – a gyorsítóktól az adatfeldolgozásig – az orvoslásban és az informatikában is hasznosulnak.

Ha tehát valaki a quarkról kérdez, érdemes visszakérdezni: a fizikaóra vagy a vacsora érdekli?

Összefoglalva

A quark két teljesen különböző dolgot jelenthet. A fizikában a kvark az anyag egyik legalapvetőbb építőköve: hat fajtája van, és a protonok, neutronok három-három kvarkból állnak, amelyeket az erős kölcsönhatás tart össze. A konyhában a quark egy krémes, friss savanyú tejtermék, a túró simább rokona, amelyet sütéshez, reggelihez és krémekhez is használnak.