Le quark de charme, quark charmé ou quark c (de son symbole, c) est le troisième quarks le plus massif de tous, un type de particule élémentaire. Les quarks de charme se trouvent dans les hadrons, qui sont des particules subatomiques faites de quarks. Des exemples de hadrons contenant des quarks de charme incluent le méson J/ψ (
J/ ψ
), les mésons D (
D
), les baryons Sigma charmés (
Σ
c) et d’autres particules charmées.

Charm quark

Composition

Particule élémentaire

Statistiques

Fermionique

Génération

Seconde

Interactions

force forte, faible, électromagnétique, gravité

Symbole

c

Antiparticule

Charme antiquark (
c
)

Théorisé

Sheldon Glashow,
John Iliopoulos,
Luciano Maiani (1970)

Découvert

Masse

1,275 +0,025
-0,035 GeV/c2

Se désintègre en

quark étrange (~95%), quark descendant (~ 5%)

Charge électrique

+2/3 e

Charge de couleur

Oui

Spin

Isospine faible

LH: +1/2, RH: 0

Hypercharge faible

LH: +1/3, RH: +4/3

Il, avec le quark étrange, fait partie de la deuxième génération de matière, et a une charge électrique de +2/3 e et une masse nue de 1,275 + 0,025
-0,035 GeV/c2. Comme tous les quarks, le quark charm est un fermion élémentaire de spin 1/2 et subit les quatre interactions fondamentales: la gravitation, l’électromagnétisme, les interactions faibles et les interactions fortes. L’antiparticule du quark de charme est l’antiquark de charme (parfois appelé quark anticharm ou simplement anticharm), qui n’en diffère que par le fait que certaines de ses propriétés ont une magnitude égale mais un signe opposé.

L’existence d’un quatrième quark avait été spéculée par un certain nombre d’auteurs vers 1964 (par exemple par James Bjorken et Sheldon Glashow), mais sa prédiction est généralement attribuée à Sheldon Glashow, John Iliopoulos et Luciano Maiani en 1970 (voir Mécanisme GIM). Glashow aurait déclaré: « Nous avons appelé notre construction le « quark charmed », car nous étions fascinés et satisfaits de la symétrie qu’elle apportait au monde sous-nucléaire. »La première particule charmée (une particule contenant un quark de charme) à être découverte était le méson J/ψ. Il a été découvert en 1974 par une équipe du Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), dirigée par Burton Richter, et une équipe du Brookhaven National Laboratory (BNL), dirigée par Samueling.

La découverte en 1974 du
J/ψ
(et donc du quark de charme) a inauguré une série de percées qui sont collectivement connues sous le nom de Révolution de novembre.