زمانی اتم را خشت اصلی بنای ماده می پنداشتند . با آن که اتم ها بسیار کوچکند اما ذراتی وجود دارند که یک میلیون تریلیون بار از اتم کوچکترند . چنانچه میکروسکوپی به اندازه ی کافی پر قدرت بسازید می توانید ببینید که اتم عمدتاً فضایی تهی است و از هسته ی کوچکی حاوی پروتون و نوترون که ابری الکترنی آن را در میان گرفته تشکیل شده است . پروتون ها و نوترون ها کوچک اند اما الکترون ها بسیار کوچکترند . گرچه به نظر عجیب به نظر می رسد ولی الکترون ها ممکن است که اصلاً فضایی را اشغال نکرده باشند .
اسراری که فیزیکدانان در پی آن هستند اتم نیست ، بلکه خشت های بنای آن یعنی الکترون پروتون و نوترون است . زمانی تصور می شد که هر سه ذره بنیادی اند ، اما اکنون دریافته ایم که چنین نیست در درو ن پروتون ها و نوترون ها ذرات حتی کوچکتری قرار دارند که به آن ها کوارک می گویند . شواهد لازم در بازه ی وجود این ذرا ت در سال 1969در شتابدهنده ی بزرگ دانشگاه استانفورد در نزدیکی پالو آلتو در کالیفرنیا به دست آمد . دانشمندان وقتی در یافتند که پروتون ها بسیار بزرگتر از الکترون ها هستند و امکان دارد دارای ساختار مکنونی باشند بر آن شدند تا آن ها را با الکترون بمباران کنند . اما در این آزمایش زاویه ی پراکندگی بسیار بزرگ و غیر منتظره مشاهده شد و این امر بدان معنی بود که در درون پروتون نیز باید ذرات نقطه مانند کوچکی وجود می داشتند .
اما ماری گلمان از کلتک و جورج زوئیک از سرن ، مستقل و پیش ازاو اظهار نظر کرده بودند که پروتون ها از ذرات بنیادی تری تشکیل شده اند و در واقع این گلمان بود که به این ذرات نام وسوسه انگیز کوارک را که از سطور کتاب رد فینگان ها (سه کوارک برای انجمن نشان )گرفته شده بودد داد . این امر با وجود سه کوارک در داخل پروتون و نوترون سازگاری داشت . بر حسب تصادف در طرح پیشنهادی گلما ن نیز سه نوع کوارک وجو د داشت که آن هارا به اسامی بالا (u) ،پایین (d) و شگفت (s) نامید . اما اندکی بعد وقتی کشفیات دیگری صورت گرفت معلوم شد که سه کوارک کافی نیست . نخست آن که با کشف غیر منتظره ی ذره ای که ما امروز آن را j/psiمی نامیم کوارک چهارم پدید آمد که هم اکنون آن را افسون می خوانیم . پس از آن دو کوارک دیگر :ته و سر ، از راه رسیدند و شمارشان به شش رسید . این که چند کوارک و جود دارد به درستی نمی دانیم اما به نظر می رسد که این تعداد می تواند پایان راه باشد . علاوه بر این با باز نگری به الکتون ها در می یابیم که آن ها از کوار ک تشکیل نشده اند و هنوز بنیادی اند . در واقع درست همان گونه که خانواده ی کوارک وجوددارد خانواده ی الکترون که معمولاً به آن خانواده ی لپتون هم می گویند وجود دارد . خانواده ی لپتون هم شش عضو دارد . علاوه بر الکترون ذره ی دیگری نیز وجود دارد که شبیه الکترون بوده ولی از آن سنگین تر است و آن را میون می نامیم . سومین عضو نیز همانند الکترون است اما جرم باز هم بیشتری دارد و آن را تا ؤ می گوییم . متناظر با هر کدام از این ذرات ذره ی گریز پای دیگری نیز و جود دارد که ممکن است بدون جرم باشد و آن را نوترینو می گوییم (البته چاپ این کتاب برای سال 1374 هستش و مثل این که از نوترینوی نوع چهارم (گراویتون ) در این قسمت یادی نکرده ) . چند صباحی تصور می شد که مدل کوارکی می تواند مسئله ی مر بوط به ساختار نهایی ماده را حل کند اما در عمل مشکلاتی پیش آمد که برای غلبه ی بر آن ها مفهو می تازه به نام رنگ مطرح شد . البته کاربرد واژه ی رنگ در این جا به هیچ عنوان ربطی به معنای متداول آن ندارد . یقیناً اگر ما کوارک هار ا می دیدیم آنها به رنگ قرمز یا آبی نمی بودند . رنگ خاصیتی مشابه بار الکتریکی ، از کوار ک است که آن ها ادر می سازد تا به یکدیگر بپیوندند و ذراتی مانند پروتون ر ا بوجود آورند .
