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ストレンジクォーク、またはsクォーク（記号sから）は、素粒子の一種であるクォークの中で3番目に軽いクォークです。ストレンジクォークは、ハドロンと呼ばれる亜原子粒子の中に存在します。ストレンジクォークを含むハドロンの例としては、カオン（K）、ストレンジD中間子（D）などがあります。s）、シグマバリオン（Σ）、その他の奇妙な粒子。
IUPAPによると、記号sは正式名称であり、「strange」は単なる覚え方として考えられている。[ 2 ]また、sクォーク（および残りの3つのクォーク）のI3値は0であるのに対し、 u（「up」）クォークとd（「down」）クォークの値はそれぞれ1/2と-1/2であるため、「sideways 」という名前も使用されている。[ 3 ]
チャームクォークとともに、第二世代の物質の一部である。電荷は-1 / 3e 、裸の質量は 95 +9 −3 MeV/ c 2 。[ 1 ]すべてのクォークと同様に、ストレンジクォークはスピン1/2の基本フェルミオンであり、重力、電磁気力、弱い相互作用、強い相互作用の4 つの基本相互作用すべてを経験します。ストレンジクォークの反粒子はストレンジ反クォーク（反ストレンジクォークまたは単に反ストレンジと呼ばれることもあります）であり、その性質の一部が同じ大きさで符号が反対であるという点だけがストレンジクォークと異なります。
最初のストレンジ粒子（ストレンジクォークを含む粒子）は、1947年にマンチェスター大学物理天文学科のジョージ・ロチェスターとクリフォード・バトラーによって発見されました（カオン）。ストレンジクォーク自体（およびアップクォークとダウンクォーク）の存在は、 1964年にマレー・ゲルマンとジョージ・ツヴァイクによって、ハドロンの8重分類スキームを説明するために提唱されました。クォークの存在の最初の証拠は、1968年にスタンフォード線形加速器センターで行われた深非弾性散乱実験で得られました。これらの実験は、アップクォークとダウンクォークの存在、ひいてはストレンジクォークの存在を、8重分類スキームを説明するために必要であったため確認しました。
素粒子物理学の黎明期（20世紀前半）には、陽子、中性子、パイ中間子などのハドロンが素粒子と考えられていました。しかし、新たなハドロンが発見され、「粒子動物園」は1930年代と1940年代初頭の数個の粒子から1950年代には数十個にまで増えました。粒子の中には寿命が他の粒子よりもはるかに長いものもありました。ほとんどの粒子は強い相互作用によって崩壊し、寿命は約10⁻²³秒でした。弱い相互作用によって崩壊する場合、寿命は約10⁻¹⁰秒でした。これらの崩壊を研究する中で、マレー・ゲルマン（1953年）[ 4 ] [ 5 ]と西島和彦（1955年）[ 6 ]は、寿命の長い粒子の「奇妙さ」を説明するために、ストレンジネスの概念（西島はイータ中間子（η ）にちなんでイータ電荷と呼んだ）を開発しました。ゲルマン・西島公式は、こうした奇妙な崩壊現象を理解しようとする努力の成果である。
彼らの研究にもかかわらず、各粒子間の関係とストレンジネス特性の背後にある物理的根拠は不明のままであった。1961年、ゲルマン[ 7 ]とユヴァル・ネーマン[ 8 ]は、 SU(3)フレーバー対称性としても知られる八重の法則と呼ばれるハドロン分類スキームを独立に提案した。これはハドロンをアイソスピン多重項に順序付けた。アイソスピンとストレンジネスの両方の背後にある物理的根拠は、ゲルマン[ 9 ]とジョージ・ツヴァイク[ 10 ] [ 11]が独立にクォークモデルを提案した1964年に初めて説明された。当時、クォークモデルはアップ、ダウン、ストレンジクォークのみで構成されていた[12 ]。アップクォークとダウンクォークはアイソスピンの担体であり、ストレンジクォークはストレンジネスを担っていた。クォークモデルは八重の法則を説明したが、クォークの存在の直接的な証拠は、1968年にスタンフォード線形加速器センターで発見されるまで見つからなかった。[ 13 ] [ 14 ]深非弾性散乱実験により、陽子にはサブ構造があり、陽子は3つのより基本的な粒子から構成されていることがデータを説明することが示されました（したがって、クォークモデルが確認されました）。[ 15 ]
当初、人々は3体をクォークと特定することに抵抗があり、代わりにリチャード・ファインマンのパートンの説明を好んだが、[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]時が経つにつれてクォーク理論は受け入れられるようになった（11月の革命を参照）。[ 19 ]
ゲルマンは最初の論文「同位体スピンと奇妙な粒子」を完成させ、Physical Reviewに送りました。編集者たちはそのタイトルを嫌ったので、彼は「奇妙な粒子」に修正しました。しかし、彼らはそれも受け入れず、ほとんど誰もがその用語を使っていたにもかかわらず、代わりに「同位体スピンと新しい不安定な粒子」を提案しました。