Кварк с большой массой, например очарованный или прелестный, свойства которого изучаются в столкновениях высоких энергий.Тяжёлые кварки — это очарованный, прелестный и истинный кварки, массы которых значительно превышают массу протона. В отличие от лёгких верхнего и нижнего кварков, составляющих обычное вещество, тяжёлые кварки рождаются только в столкновениях высоких энергий, например, на ускорителях частиц или в космических лучах. Их большая масса делает их превосходными зондами для изучения сильного взаимодействия, поскольку в кварк-глюонной плазме они движутся достаточно медленно, чтобы выявить её свойства.
Очарованный кварк был предсказан в 1964 году Глэшоу, Илиопулосом и Майани и открыт в 1974 году в SLAC и Брукхейвене. Прелестный кварк был открыт в 1977 году в Фермилабе, а истинный кварк — в 1995 году в Фермилабе.
Благодаря своей массе тяжёлые кварки рождаются на ранних стадиях столкновений высоких энергий и взаимодействуют с окружающей средой иначе, чем лёгкие кварки. Их сечения рождения можно вычислить с помощью пертурбативной КХД, а их последующие взаимодействия (например, потери энергии) зависят от плотности и температуры среды. Измеряя выходы и импульсные распределения адронов с тяжёлыми кварками, физики делают выводы о свойствах кварк-глюонной плазмы.
Измерения тяжёлых кварков являются основным инструментом в экспериментах по столкновениям тяжёлых ионов на LHC и RHIC для изучения кварк-глюонной плазмы, а также в прецизионных проверках Стандартной модели через редкие распады.
Истинный кварк настолько тяжёл, что распадается до того, как успевает адронизоваться, то есть он никогда не образует связанных состояний — это единственный кварк, который существует в виде «голой» частицы.
