En kvark er en lille partikel, som udgør protoner og neutroner. Atomer består af protoner, neutroner og elektroner. Man troede engang, at alle tre var fundamentale partikler, som ikke kan opdeles i noget mindre. Efter opfindelsen af partikelacceleratoren blev det opdaget, at elektroner er fundamentale partikler, men at neutroner og protoner ikke er det. Neutroner og protoner består af kvarker, som holdes sammen af gluoner.
Der findes seks typer kvarker. Typerne kaldes flavours. Aromaerne er op, ned, strange, charm, top og bund. Up-, charm- og top-kvarker har en ladning på +2⁄3, mens down-, strange- og bottom-kvarker har en ladning på -1⁄3. Hver kvark har en tilsvarende anti-kvark. Antiquarks har en ladning modsat deres quarks; det vil sige, at up-, charm- og top-antiquarks har en ladning på -2⁄3, og at down-, strange- og bottom-antiquarks har en ladning på +1⁄3.
Kun up- og down-quarks findes inde i atomer af normalt stof. To op-kvarker og en ned-kvark danner en proton (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 ladning), mens to ned-kvarker og en op-kvark danner en neutron (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 ladning). De andre fire varianter ses ikke naturligt på Jorden, men de kan fremstilles i partikelacceleratorer. Nogle af dem kan også findes inde i stjerner.
Når to eller flere kvarker holdes sammen af den stærke kernekraft, kaldes den dannede partikel for en hadron. Kvarker, der udgør kvantetallet i hadroner, kaldes “valenskvarker”. De to familier af hadroner er baryoner (som består af tre valenskvarker) og mesoner (som består af en kvark og en antikvark).
Når kvarker strækkes længere og længere, bliver den kraft, der holder dem sammen, større. Når det kommer til det punkt, hvor kvarkerne bliver adskilt, danner de to sæt kvarker, fordi den energi, der lægges i forsøget på at adskille dem, er nok til at danne to nye kvarker.
Ideen (eller modellen) for kvarker blev foreslået af fysikerne Murray Gell-Mann og George Zweig i 1964. Andre forskere begyndte at søge efter beviser for kvarker, og det lykkedes senere i 1968