Depois de descobrir que o átomo era divisível, os prótons e nêutrons foram considerados elementares até que a existência dos quarks, partículas que formariam os núcleons, foi postulada em 1964 pelos físicos Murray Gell-Mann e George Zweig. Os quarks up e down foram observados pela primeira vez em 1968 no Centro de Aceleração Linear de Stanford.
Massa
A massa dos quarks down ainda não foi medida com precisão, mas estima-se que esteja entre 4,5 e 5,3 MeV/c², porém quando encontrado dentro de um méson ou de um bárion, a força nuclear forte devida aos glúons aumenta a sua massa para 330 MeV. Essa massa aumentada se chama massa efetiva.
O quark down tem uma antipartícula: o antiquark down, que tem a mesma massa que o quark down e características como o spin têm mesmo modulo porém sinal contrário.
Hádrons portadores do quark down
Além dos já citados nucleons (próton e nêutron), o quark down está presente em outros bárions:
Os bárions Delta (Δ) são feitos apenas de quarks up e down. O Δ⁰ contém dois quarks down (udd) e o Δ⁻ é composto unicamente por três quarks down (ddd).
Vários híperons (bárions com estranheza) contêm quarks down, como o Lambda (Λ⁰) (uds), o Sigma negativo (Σ⁻) (dds) e o Xi negativo (Ξ⁻) (dss).
Diversos mésons são formados com quarks down ou seus antiquarks:
O píon negativo (π⁻) é formado por um quark down e um antiquark up (du̅). O píon neutro (π⁰), assim como os mésons rho neutro (ρ⁰) e ômega (ω), é uma superposição quântica que inclui um par down-antidown (dd̅).
Os káons neutros (K⁰) contêm um quark down combinado com um antiquark strange (ds̅).
Mésons mais pesados também o contêm, como o méson D positivo (D⁺), composto por um quark charm e um antiquark down (cd̅), e o méson B neutro (B⁰), com um quark down e um antiquark bottom (db̅).
↑M. Gell-Mann (2000) [1964]. «The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry». In: M. Gell-Manm, Y. Ne'emann. The Eightfold Way. [S.l.]: Westview Press. p.11. ISBN0-7382-0299-1 Original: M. Gell-Mann (1961). «The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry». California Institute of Technology. Synchroton Laboratory Report CTSL-20
↑Y. Ne'emann (2000) [1964]. «Derivation of strong interactions from gauge invariance». In: M. Gell-Manm, Y. Ne'emann. The Eightfold Way. [S.l.]: Westview Press. ISBN0-7382-0299-1 Original: Y. Ne'emann (1961). «Derivation of strong interactions from gauge invariance». Nuclear Physics. 26. 222páginas. doi:10.1016/0029-5582(61)90134-1
