Το πρωτόνιο αποτελείται από 3 κουάρκ - ένα κάτω (down) και δύο πάνω (up) quark (uud).

Tο ηλεκτρικό φορτίο του up ειναι : 2/3e ενω του down -1/3e, όπου e το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο του ηλεκτρόνιου.

To 1964 ο Αμερικάνος φυσικός Murray Gell-Mann πρότεινε ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια δεν αποτελούν στοιχειώδη δομή της ύλης αλλά συνίστανται από άλλα μικρότερα σωματίδια τα οποία ονόμασε quarks.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από τα up και down quark (uud, udd)

Από το τέλος της δεκαετίας του 1960 μέχρι και τις αρχές της δεκαετίας του 1980, σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στα εργαστήρια των ΗΠΑ (SLAC στην Καλιφόρνια και Fermilab στο Σικάγο) και της Ευρώπης (CERN στην Ελβετία και DESY στην Γερμανία), προέκυψαν έμμεσες ενδείξης για την ύπαρξη των κουάρκ. Η πειραματική όμως επιβεβαίωση της ύλης κουάρκ, στην κατάσταση που προϋπήρξε στο Σύμπαν τα πρώτα εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά την μεγάλη έκρηξη, αναμένεται να προκύψει απο πειράματα σύγκρουσης βαριών ιόντων που πραγματοποιούνται στο CERN και στο εργαστήριο BNL της Νέας Υόρκης των ΗΠΑ. Στα πειράματα αυτά πυρήνες με μεγάλο μαζικό αριθμό, π.χ μολύβδου και χρυσού, επιταχύνονται και αποκτούν μεγάλες ταχύτητες. Στην περιοχή των συγκρούσεων των πυρήνων δημιουργούνται συνθήκες μεγάλης θερμοκρασίας και πυκνότητας ύλης (οπως στο αρχικό σύμπαν). Αυτό έχει ώς αποτέλεσμα τα κουάρκ που βρίσκονται παγιδευμένα στο εσωτερικό των νουκλεονίων να ελευθερώνονται και να σχηματίζουν <<ατμούς>> από ύλη κουάρκ σε μια διαδικασία <<βρασμού>> σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Οι πρώτες πειραματικές ενδείξεις για την ύπαρξη αυτής της νέας κατάστασης (Quark Gluon Plasma) της ύλης (ύλη κουάρκ Quark-matter) ανακοινώθηκαν απο το εργαστήριο CERN στις αρχές του έτους 2000.

γκλουόνια