W fizyce cząstek elementarnych modelem obowiązującym jest tzw. model standardowy.

Według niego podstawowymi elementami składowymi materii są leptony i kwarki. Są to jedyne cząstki niepodzielne, bez struktury wewnętrznej. Model standardowy zakłada również istnienie czterech podstawowych oddziaływań między cząstkami., tzw. siły natury. Są to: oddziaływania elektromagnetyczne, grawitacja, słabe oddziaływania jądrowe oraz siła koloru.

Kwarki są podstawowymi elementami budulcowymi wszystkich hadronów. Podlegają one działaniu siły koloru. Wyróżnia się sześć odmian zapachu. Są to: górny, dolny, dziwny, powabny, szczytowy i spodni.

Kwarki występują również w trzech odmianach koloru: czerwonym, zielonym i niebieskim.

Oddziaływania między kwarkami zachodzą przez wymianę gluonów, które są odpowiednikiem fotonów z elektrodynamiki kwantowej.

Do badania i opisu oddziaływań między kwarkami został stworzony dział fizyki zwany chromodynamiką kwantową.

Wśród uczonych panuje tendencja do unifikacji sił natury , czyli znalezienia takiego układu równań, który mógłby opisywać wszystkie siły. Z założenia stanowiłby one różne odmiany tej samej siły zwanej supersiłą.

Poszukiwania jednej teorii unifikacji rozpoczęły się od odkrycia Maxwella. Połączył on mianowicie elektryczność i magnetyzm w jedną teorię.

Potem udało się połączyć w jedno oddziaływania elektromagnetyczne i oddziaływania słabe w teorię oddziaływań elektronosłabych . Podobnie połączono teorię oddziaływań silnych z chromodynamiką kwantową.

Tak więc model standardowy zawiera te dwie, na razie odrębne teorie. I dalsze badania mają na celu stworzenie unifikacji tych właśnie teorii i doprowadzenie do powstania tzw. teorii wszystkiego.

Pierwsze doniesienia o pewnych niedoskonałościach modelu standardowego pojawiły się jeszcze w 1997 roku. W akceleratorze HERA przeprowadzono szereg doświadczeń polegających na badaniach wysokoenergetycznych zderzeń protonów i elektronów. Wyniki tych eksperymentów zasugerowały badaczom istnienie nieznanych dotąd oddziaływań między kwarkami i elektronami. Są to oddziaływania krótkodystansowe.

Obecnie w FermiLab w Stanach Zjednoczonych przeprowadzane są kolejne doświadczenia, które mają na celu potwierdzenie faktu, że kwarki mają jakąś strukturę wewnętrzna.

Są to eksperymenty bardzo podobne do tych, które doprowadziły do odkrycia struktury wewnętrznej atomu czyli jądra komórkowego oraz tzw. teorii planetarnej. W podobny sposób uczeni udowodnili, że protony zbudowane są z kwarków.

Obecne eksperymenty polegają na obserwacji zderzeń protonów z antyprotonami. Akcelerator, który przyspiesza cząstki jest okręgiem o średnicy około 2 kilometrów. Protony i antyprotony poruszają się w nim w kierunkach przeciwnych. W czterech miejscach okręgu dochodzi do zderzeń cząstek i antycząstek. Znajdujące się w tych miejscach detektory rejestrują produkty tych zderzeń. I okazuje się, że otrzymane wyniki nie są do końca zgodne z danymi przygotowanymi na podstawie teorii oddziaływań kwarków.

Wyniki tych eksperymentów sugerują istnienie mniejszych od kwarków elementów składowych materii, z których te kwarki są zbudowane.

Gdyby dalsze doświadczenia potwierdziły ten fakt, byłby to dowód na nieścisłości modelu standardowego.