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Ein Quark ist ein winziges Teilchen, aus dem Protonen und Neutronen bestehen. Atome sind aus Protonen, Neutronen und Elektronen aufgebaut. Früher dachte man, dass alle drei fundamentale Teilchen sind, die nicht in etwas Kleineres zerlegt werden können. Nach der Erfindung des Teilchenbeschleunigers entdeckte man, dass Elektronen fundamentale Teilchen sind, Neutronen und Protonen jedoch nicht. Neutronen und Protonen bestehen aus Quarks, die durch Gluonen zusammengehalten werden.

Sechs der Teilchen im Standardmodell sind Quarks (in lila dargestellt). Jede der ersten drei Säulen bildet eine Generation von Materie.

Es gibt sechs Arten von Quarks. Die Typen werden Flavours genannt. Die Flavours sind up, down, strange, charm, top und bottom. Up-, Charm- und Top-Quarks haben eine Ladung von +2⁄3, während Down-, Strange- und Bottom-Quarks eine Ladung von -1⁄3 haben. Zu jedem Quark gibt es ein passendes Antiquark. Antiquarks haben eine Ladung, die der ihrer Quarks entgegengesetzt ist, d. h. Up-, Charm- und Top-Antiquarks haben eine Ladung von -2⁄3 und Down-, Strange- und Bottom-Antiquarks eine Ladung von +1⁄3.

Nur Up- und Down-Quarks finden sich in den Atomen der normalen Materie. Zwei up-Quarks und ein down-Quark bilden ein Proton (2⁄3 + 2⁄3 – 1⁄3 = +1 Ladung), während zwei down-Quarks und ein up-Quark ein Neutron bilden (2⁄3 – 1⁄3 – 1⁄3 = 0 Ladung). Die anderen vier Geschmacksrichtungen kommen auf der Erde nicht natürlich vor, können aber in Teilchenbeschleunigern erzeugt werden. Einige von ihnen können auch im Inneren von Sternen vorkommen.

Wenn zwei oder mehr Quarks durch die starke Kernkraft zusammengehalten werden, nennt man das entstandene Teilchen ein Hadron. Die Quarks, die die Quantenzahl der Hadronen ausmachen, werden „Valenzquarks“ genannt. Die beiden Hadronenfamilien sind Baryonen (die aus drei Valenzquarks bestehen) und Mesonen (die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen).

Wenn Quarks immer weiter gestreckt werden, wird die Kraft, die sie zusammenhält, größer. Wenn es zu dem Punkt kommt, an dem Quarks getrennt werden, bilden sie zwei Sätze von Quarks, weil die Energie, die in den Versuch, sie zu trennen, gesteckt wird, ausreicht, um zwei neue Quarks zu bilden.

Ein Bild von einem Neutron. Das „u“ steht für ein up-Quark und das „d“ für ein down-Quark. Ein Neutron besteht aus drei Quarks und ist ein Baryon (eine Art von Hadron). Die Farben stehen für die starke Kraft in der Quantentheorie.

Die Idee (oder das Modell) für Quarks wurde von den Physikern Murray Gell-Mann und George Zweig im Jahr 1964 vorgeschlagen. Andere Wissenschaftler begannen, nach Beweisen für Quarks zu suchen, und wurden 1968 fündig