Wieviel wiegen Quarks?

Kommt drauf an. Je nachdem, was Sie unter "Quark" verstehen, unterscheiden sich die Massen um bis zu einen Faktor 100.

Quarks sind nach dem Standard-Modell der Teilchenphysik elementare Bausteine der Natur. Aus ihnen bestehen beispielsweise Protonen und Neutronen, die Bestandteile der Atomkerne, aber auch viele weitere Verbindungen. Die Krux ist sogar: Quarks können gar nicht anders. Kein Experimentator hat sie bisher einzeln angetroffen. Daher ist es bisher auch nicht geglückt, die Masse eines isolierten Quarks genau zu bestimmen.

Die Masse des Protons kennt man aber. Und man weiß, dass Protonen im Wesentlichen aus drei Quarks bestehen. Wenn man nun davon ausgeht, dass sich diese drei Quarks die Masse des Protons teilen, bekommen wir etwas über 600 Milliardstel Milliardstel Milliardstel Gramm (6,4152 10^-28 Kilogramm oder 360 MeV/c²).

Aber im Proton geht's vertrackter zu: So wuseln dort neben den drei Hauptquarks noch zahlreiche weitere Teilchen wie beispielsweise die Wechselwirkungsteilchen der starken Kraft, die Gluonen, herum. Da auch diese zur Masse des Protons beitragen, müssen sie weggerechnet werden. Dabei kommen auch leichte Unterschiede zwischen den beiden Quark-Typen im Proton zum Vorschein: Das Up-Quark wiegt rund 5 Milliardstel Milliardstel Milliardstel Gramm (oder ca. 3 MeV/c²). Das Down-Quark kommt auf eine Masse von rund 12 Milliardstel Milliardstel Milliardstel Gramm (oder ca. 6,5 MeV/c²).

Die leichtesten Quarks sind damit zehn bis zwanzigmal schwerer als ein Elektron. Aber es geht noch schwerer: Das erst 1995 entdeckte Top-Quark kann es im Massemessen gar mit einem Goldatom aufnehmen.