Термін "кварк" обрано зовсім не довільно. У романі Дж. Джонса "Поминки по Финнегану" герою сниться сон, в якому чайки, ширяють над бурхливим морем, кричать різкими голосами: "Три кварка для містера Марка!" Така довільність цілком співзвучна з абстрактно-ненаочнім характером понять сучасних фізичних теорій.
Теорія кварків - це теорія будови адронів. Основна ідея цієї теорії дуже проста: все адрони побудовані з більш дрібних частинок - кварків. Кварки несуть дробовий електричний заряд, становить або -1/3, або +2/3 заряду електрона. Комбінація з двох і трьох кварків може мато сумарний заряд, дорівнює нулю або одиниці. Всі кварки мають спін 1/2, отже, є ферміонами. Основоположники теорії кварків Гелл-Манн і Цвейг, щоб врахувати всі відомі в шістдесяті pp. адрони, ввели три сорти (аромати) кварків: і (від up - верхній), d (від down - нижній) і s (від strange - дивний).
Кварки можуть поєднуватися між собою одним з двох можливих способів: або трійками, або парами кварк - антікварк. З трьох кварків складаються порівняно важкі частинки - баріони; найбільш відомі баріони - нейтрон і протон. Більш легкі пари кварк - антікварк утворюють частинки, які отримали назву мезонів. Наприклад, протон складається з двох u - і одного d кварка (uud), а нейтрон - з двох d- кварків і одного u-кварка (uud). Щоб це "тріо" кварків НЕ розпадалося, необхідна сила, яка їх утримувала, якийсь "клей".
Виявилося, що підсумкова взаємодія між нейтронами і протонами в ядрі являє собою просто залишковий ефект більш потужного взаємодії між самими кварками. Це пояснює, чому сильна взаємодія здається настільки складною. Коли протон "прилипає" до нейтрона чи іншого протона, у взаємодії беруть участь шість кварків, кожен з яких взаємодіє з усіма іншими. Значна частина енергії витрачається на міцне "склеювання" тріо кварків, а невелика - на скріплення двох тріо кварків один з одним.
Та обставина, що з різних комбінацій трьох основних частинок можна отримати всі відомі адрони, стала тріумфом теорії кварків. У 1969 р Вдалося отримати пряме фізичне докази існування кварків в серії експериментів з розсіювання на протонах електронів, розігнаних до високих енергій. Експеримент показав, що розсіювання електронів відбувалося так, ніби електрони налітали на крихітні тверді вкраплення і відбивалися від них під найнеймовірнішими кутами. Такими твердими вкрапленнями всередині протонів є кварки. Але в сімдесяті pp. були відкриті нові адрони (пси-частинки, іпсилон-мезон і ін.). Цим було завдано відчутного удару першим варіантом теорії кварків, оскільки в цьому варіанті теорії вже не було місця ні для однієї нової частинки. Всі можливі комбінації з кварків і їх антикварків було вже вичерпано. Проблему вдалося вирішити шляхом введення трьох нових ароматів. Вони отримали назву - charm (зачарований) або с; b-кварк (від beauty - красивий) згодом було введено ще один аромат - t (від truth - справжній).
Кварки скріплюються між собою сильним взаємодією. Переносять сильну взаємодію глюони (колірні заряди). Розділ фізики елементарних частинок, що вивчає взаємодію кварків і глюонів, носить квантової хромодинаміки. Як квантова електродинаміка є теорією електромагнітного взаємодії, так квантова хромодинамика є теорією, сильної взаємодії.
В даний час більшість фізиків вважає кварки справді елементарними частинками - точковими, неподільними і такими, які не мають внутрішньої структури. В цьому відношенні вони нагадують лептони, і вже давно є гіпотеза, що між цими двома різними, але подібними по своїй структурі родинами повинен існувати глибокий взаємозв'язок. Таким чином, найбільш ймовірне число насправді елементарних частинок (не рахуючи частки, переносять фундаментальні взаємодії) на кінець XX ст. дорівнює 48. З них: лептонів (6x2) = 12 плюс кварків (6хЗ) х2 = 36.