Hidrogeno-itu bateko protoiak aztertzeko asmoz, 1950eko hamarkadan energia handiko elektroiak lehen aldiz erabili zirenean, emaitzek argi samar erakutsi zuten protoiaren barnean karga-banaketa dagoela (hau da, protoia puntuala ez dela). Espero zen esperimentu berriek protoiaren karga uniformeki banatua dagoela egiaztatuko zutela. Baina fisikarien ustekaberako, 1968. urtean egindako era horretako esperimentuek (ordura arte esploratu gabeko energietan) erakutsi zuten sakabanaketa-patroia hiru partikula puntualez osaturiko protoi bati legokiokeena bezalakoa zela, eta partikula puntual bakoitzak protoiaren kargaren frakzio bat eramaten zuela.

Materia arrunta nukleoz eta hori inguratzen duten elektroiz osatuta dago. Nukleoa neutroiz eta protoiz osatuta dago, eta, quarken ereduan, neutroiak eta protoiak quark deritzen funtsezko bi osagaik osatzen dituzte: $u$ quarka ("goranzko" quarka) eta $d$ quarka ("beheranzko" quarka). Bi quark-mota horiek antipartikula bana dute, $u$ eta $\bar{d}$, hurrenez hurren. Quark horien zenbaki kuantikoak beheko taulan zerrendatuak dira. Quarken karga elektrikoa elektroien kargaren frakzioa da. Horrek ez du esan nahi karga kuantizaturik ez dagoenik, baizik benetako kuantizazioa (1/3)e-ren unitateetan azaltzen dela. Quarkek eta antiquarkek $\bar{u}\bar{d}\bar{d}$ spina dute; beraz, quark- eta antiquark-kopurua bikoitia denean, spin osoa zenbaki oso baten eta $\hslash$ konstantearen arteko biderkadura da; quark- eta antiquark-kopurua bakoitia denean, aldiz, spin osoa zenbaki erdioso baten eta $\hslash$ konstantearen arteko biderkadura da.

Protoia hiru quarkez ($uud$) osatua dago; neutroiak $uud$ egitura du. Antiprotoia $\bar{u}\bar{u}\bar{d}$ quarkek osatzen dute; antineutroia, ostera, $\bar{u}\bar{d}\bar{d}$ da. Hiru quark era ezberdinetara elkartuz, hainbat momentu angeluar izan ditzakegu, eta konbinazio horiek argi azaltzen dituzte orain arte aurkituriko barioi guztiak. Adibidez, behaturiko barioien artean, masa bertsuko egoeren laukote bat dugu; denek $3\hslash /2$ spina eta B = 1 barioi-zenbakia dituzte. Egoerok $uuu$, $uud$, $udd$ eta $ddd$ konbinazioez osatuak daude, hurrenez hurren. Quarken ereduak mesoiak ere azaltzen ditu. Mesoiak quark batez eta antiquark batez osaturik daude, beraz, mesoiek B = 0 dute, eta bosoiak dira (haien spina $\hslash$-ren anizkoitz osoa da); hortaz, quarkak eta antiquarkak elkartuz sortuak dira.

Protoiarekin era korapilatsuagoan elkarturiko hadroien beste azpimultzoaren existentzia ulertzeko, beste quark batek existitu behar du, $s$ quarkak (eta dagokion antipartikulak), alegia. Hiru quark horiei $u$, $d$ eta $s$ quark arin deritze. Quark horiez gain, beste hiru quark daude: $c$, $b$ eta $t$ letrez adierazten dira, eta pisutsu deritze. Azken quark horiek fisikari teorikoek aurresan zituzten elkarrekintzen jokaera batzuk azaltzeko.

Behaturiko hadroi guztiak sailkatzeko quarken ereduak arrakasta handia izan duen arren, quarkak aske aurkitzeko egin diren saiakera guztiek porrot egin dute. Quark isolatuak behatu ez izanaren misterioa nukleoiak, mesoiak eta hadroi guztiak eratzeko euren artean elkarri eragiten dioten eran datza. Propietate elektrikoez eta magnetikoez gain, quarkek oso indar nuklear bortitzak dituzte, eta elkarrekintza ahulean ere parte hartzen dute (leptoiek, berriz, elkarrekintza ahulean hartzen dute parte soilik).

Elkarrekintza nuklear bortitzen teorian —kromodinamika kuantiko izenarekin ezagutzen da—, zortzi eremu-kuantuek, gluoi izenekoek, quarkak lotzen dituzte protoiak eta neutroiak eratzeko, eta, halaber, quarkak eta antiquarkak lotzen dituzte mesoiak eratzeko. Indarrarentzako ere “kolore-indar” izengoitia erabiltzen da (kolore terminoaren erabilera ez ohikoa, kolore-nahasketa arruntaren antzeko zerbaitetik dator). Quarkak hiru koloretan datozela esan ohi da: gorria, urdina eta berdea (antiquarkei alegiazko kolore horien aurkakoak, hots, minus-gorria, minus-urdina eta minus-berdea esleitzen zaie). Naturan, kolore-nahasketa batzuk bakarrik beha daitezkeela susmatzen da: kolore neutroa edo “zuria”, besterik ez (gorago aipatutako koloreen intentsitate berdineko nahasketak elkarren artean deuseztatzen dira, eta, hala, kolore falta sortzen da). Gluoiak eta quarkak, berez, koloredunak izanik, iraunkorki konfinaturik egoten dira (izan ere, oso-oso lotuak daude partikulen barnean); aldiz, kolore neutroko konposatuak, protoia, adibidez, zuzenean beha daitezke. Kolore-konfinamenduaren ondorio bat da partikula behagarriak elektrikoki neutroak edo kargadunak direla, baina karga horrek elektroiaren kargaren anizkoitz osoa izan behar du (eredu estandar).

Quark eta antiquarken taula