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トップクォークとは?

とっぷくぉーく

トップクォークとは、素粒子の一種で、クォークの中で最も重い粒子です。

トップクォークは、素粒子物理学の標準モデルに登場する6種類のクォークのうち、最も質量が大きい粒子です。1995年にアメリカフェルミ国立加速器研究所において、CDF実験とD0実験の両チームによって発見が確認されました。

クォークはアップ・ダウン・チャーム・ストレンジ・ボトム・トップの6種類に分類されます。トップクォークの質量は陽子の約170〜175倍にも相当し、タングステン原子の原子核にも匹敵するほどの重さを持ちます。この極端に大きな質量が、トップクォークを他のクォークと大きく異なる特別な存在にしています。

通常のクォークは、クォーク同士が結合して陽子や中性子などのハドロンを形成しますが、トップクォークは非常に短い寿命(約10のマイナス25乗秒程度)のために、ハドロンを形成する前に崩壊してしまいます。そのため、単独のクォークに近い状態で観測できるという特異な性質を持ちます。

トップクォークの研究は、素粒子の質量を生み出すヒッグス機構の解明や、標準モデルを超えた新物理の探索において重要な手がかりとなっています。大型ハドロン衝突型加速器(LHC)でも精力的に研究が進められています。

使い方・例文

高エネルギー物理学の授業や論文で「トップクォークの崩壊チャンネル」「トップクォーク対生成」などの表現で登場し、素粒子実験における重要な研究対象として扱われます。

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