顶夸克，有时也称为真夸克，（符号：t）是所有观察到的基本粒子中质量最大的。它的质量来源于它与希格斯玻色子的耦合。这种耦合









是的



吨









{\displaystyle y_{t}}

非常接近统一；在粒子物理学的标准模型中，它是弱相互作用及以上尺度上最大（最强）的耦合。顶夸克是 1995 年在费米实验室的 CDF 和 D 实验中发现的。

与所有其他夸克一样，顶夸克是自旋为 1/2 的费米子，参与所有四种基本相互作用：引力、电磁、弱相互作用和强相互作用。它的电荷为+2/3 e。它的质量为 172.760.3 GeV/c2，接近铼原子质量。顶夸克的反粒子是顶反夸克（符号：t，有时称为反顶夸克或简称反顶），与顶夸克的区别仅在于它的某些性质大小相等但符号相反。

顶夸克与强相互作用的胶子相互作用，通常通过这种相互作用在强子对撞机中产生。然而，一旦产生，顶（或反顶）只能通过弱力衰减。它衰变为一个 W 玻色子和一个底夸克（最常见）、一个奇夸克，或者在最罕见的情况下，一个下夸克。

标准模型确定顶夸克的平均寿命约为 51025 秒。这大约是强相互作用时间尺度的二十分之一，因此它不会形成强子，这为物理学家提供了研究“裸”夸克（所有其他夸克强子化，这意味着它们与其他夸克结合形成强子并可以只能这样观察）。

由于顶夸克的质量如此之大，它的性质可以间接确定希格斯玻色子的质量（见下文§ 质量和与希格斯玻色子的耦合）。因此，顶夸克的性质被广泛研究，作为区分标准模型之外的新物理竞争理论的一种手段。顶夸克是唯一被直接观测到的夸克，因为它的衰变比强子化时间快。

费米国家加速器实验室 (Fermilab) 位于伊利诺伊州巴达维亚市郊外，靠近芝加哥，是美国能源部专门研究高能粒子物理的国家实验室。自 2007 年以来，费米实验室一直由芝加哥大学的合资企业费米研究联盟和大学研究协会 (URA) 运营。费米实验室是伊利诺伊州技术和研究走廊的一部分。

费米实验室的 Tevatron 是具有里程碑意义的粒子加速器。直到 2008 年在瑞士日内瓦附近启动大型强子对撞机 (LHC)，它是世界上最强大的粒子加速器，将质子和反质子加速到 980 GeV 的能量，并产生能量高达1.96 TeV，第一个达到“太电子伏”能量的加速器。在 3.9 英里（6.3 公里）处，它是世界上周长第四大的粒子加速器。其最重要的成就之一是 1995 年发现了顶夸克，这是由使用 Tevatron 的 CDF 和 DØ 探测器的研究团队宣布的。它于 2011 年关闭。从那时起，费米实验室的主喷射器，周长两英里（3.3 公里），一直是该实验室最强大的粒子加速器。新 PIP-II 直线加速器的第一座建筑于 2020 年开始建造。费米实验室进行中微子实验，例如 MicroBooNE（微型助推器中微子实验）、ICARUS（成像宇宙和稀有地下信号）、NOνA（NuMI 离轴 νe）外观）和Muon g-2。已完成的中微子实验包括 MINOS（Main Injector Neutrino Oscillation Search）、MINOS+、MiniBooNE 和 SciBooNE（SciBar Booster Neutrino Experiment）以及 SeaQuest 固定目标实验。 MiniBooNE 探测器是一个直径 40 英尺（12 m）的球体，内含 800 吨矿物油，内衬 1,520 个光电管探测器。估计每年记录 100 万次中微子事件。 SciBooNE 与 MiniBooNE 位于相同的中微子束中，但具有细粒度的跟踪能力。 NOνA 实验和 MINOS 实验使用了费米实验室的 NuMI（主喷射器中的中微子）束，这是一束强烈的中微子束，穿过地球 455 英里（732 公里）到达明尼苏达州的苏丹矿和阿什河，明尼苏达州，NOνA 远探测器的所在地。 2017年，ICARUS中微子实验从欧洲核子研究中心转移到费米实验室，计划于2020年开始运行。费米实验室还从事量子信息科学研究。它于2019年成立了费米实验室量子研究所。自2020年以来，它也是SQMS（超导量子与材料科学）中心的所在地。在公共领域，费米实验室是原生草原生态系统恢复项目的所在地，并举办了许多文化活动：公共科学讲座和座谈会、古典和当代音乐会、民间舞蹈和艺术画廊。通常情况下，该站点从黎明到黄昏对出示有效照片身份证的游客开放，但由于 COVID-19 大流行，该站点自 2020 年 3 月以来已暂时不对公众开放。

小行星 11998 费米实验室以该实验室的名字命名。