Konstituentenquark

Unter Valenzquarks versteht man die Quarks, die die wichtigsten Eigenschaften eines Hadrons bestimmen wie elektrische Ladung und Spin. Beim Proton sind das zwei Up-Quarks und ein Down-Quark. Die Benennung erfolgt in Anlehnung an die sogenannten Valenzelektronen in der Atomphysik, die jeweils im Wesentlichen für die chemischen Eigenschaften der Atome verantwortlich sind. Das ist jedoch nur eine vereinfachte Näherung, da in der Theorie der starken Wechselwirkung (der Quantenchromodynamik, QCD), die Quarks noch mit virtuellen Quark-Antiquark Paaren ("Seequarks") und Gluonen wechselwirken (die in der QCD ständig auseinander hervorgehen), was u.a. zu einer gegenüber im Grenzfall hoher Energien im Hadron "freien" Quarks ("Stromquarks") erhöhten Masse führt (bei den leichten Quarks Up und Down statt einiger MeV Werte von rund 300 MeV). Man spricht statt von Valenzquarks dann auch von "Konstituentenquarks".

Spin und Masse setzen sich zusammen aus Valenzquarks und dem Beitrag der Komponenten aus dem "Quark-Gluon-See". Dabei tragen die Valenzquarks z. B. beim Proton nur zu etwa 50% zum Gesamtspin bei. Wobei 30-50% der Strahlenergie auf die Valenzquarks entfällt. Dies führt zu hohen Schwerpunktsenergien. Den Impuls teilen sich ebenfalls die Valenzquarks mit den Seequarks sowie den virtuellen Gluonen im Proton. Diese Werte sind allerdings noch nicht gesichert. Die andere Hälfte wird von den Spins der Gluonen und der Quark-Antiquark-Paare aus der Quark-Gluon-See gestellt.