Теория кварков — это теория строения адронов *. Основная идея этой теории очень проста: все адроны построены из более мелких час­тиц — кварков. Кварки несут дробный электрический заряд, который составляет либо -1/3, либо +2/3 заряда электрона. Комбинация из двух и трех кварков может иметь суммарный заряд, равный нулю или единице. Все кварки имеют спин 1/2, следовательно, относятся к фермионам. Основоположники теории кварков Гелл-Манн и Цвейг, чтобы учесть все известные в 60-е гг. адроны ввели три сорта (арома­та) кварков: u (от up - верхний), d (от down - нижний) и s (от strange - странный).

Кварки могут соединяться друг с другом одним из двух возмож­ных способов: либо тройками, либо парами кварк — антикварк. Из трех кварков состоят сравнительно тяжелые частицы — барионы; наиболее известные барионы — нейтрон и протон. Более легкие пары кварк — антикварк образуют частицы, получившие название мезоны. Например, протон состоит из двух u- и одного d-кварка (uud), а нейтрон — из двух d-кварков и одного u-кварка (udd). Чтобы это «трио» кварков не распадалось, необходима удерживающая их сила, некий «клей».

Оказалось, что результирующее взаимодействие между нейтрона­ми и протонами в ядре представляет собой просто остаточный эф­фект более мощного взаимодействия между самими кварками. Это объяснило, почему сильное взаимодействие кажется столь сложным. Когда протон «прилипает» к нейтрону или другому протону, во взаи­модействии участвуют шесть кварков, каждый из которых взаимодей­ствует со всеми остальными. Значительная часть энергии тратится на прочное «склеивание» трио кварков, а небольшая — на скрепление двух трио кварков друг с другом *.

То обстоятельство, что из различных комбинаций трех основных частиц можно получить все известные адроны, стало триумфом тео­рии кварков *. Но в 70-е гг. были открыты новые адроны (пси-частицы, ипсилон-мезон и др.). Этим был нанесен чувствительный удар первому варианту теории кварков, поскольку в том варианте теории уже не было места ни для одной новой частицы. Все возможные комбинации из кварков и их антикварков были уже исчерпаны. Про­блему удалось решить за счет введения трех новых ароматов. Они получил название — charm (очарование) или с; b-кварк (от beauty — красота или прелесть); впоследствии был введен еще один аромат — t (от top- верхний).

Кварки скрепляются между собой сильным взаимодействием. Переносчики сильного взаимодействия — глюоны (цветовые заря­ды). Область физики элементарных частиц, изучающая взаимодейст­вие кварков и глюонов, носит название квантовой хромодинамики. Как квантовая электродинамика — теория электромагнитного взаимодействия, так квантовая хромодинамика — теории сильного взаимодействия.

В настоящее время большинство физиков считает кварки подлинно элементарными частицами — точечными, неделимыми и не обла­гающими внутренней структурой *. В этом отношении они напоминают лептоны, и уже давно предполагается, что между этими двумя  различными, но сходными по своей структуре семействами должна существовать глубокая взаимосвязь. Таким образом, наиболее вероятное число истинно элементарных частиц (не считая переносчиков (фундаментальных взаимодействий) на конец XX в. равно 48. Из них:  лептонов (6 х 2)=12 плюс кварков (6 х 3) х 2 = 36.