提出
夸克1964年，美國物理學家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——Quark組成的。它們具有分數電荷，是基本電量的2/3或-1/3倍，自鏇為1/2。遵循“漸近自由”原理。其空間尺度是微觀粒子中最小的，大約小於10的-19次方。
夸克模型分別由默里·蓋爾曼與喬治·茨威格於1964年獨立地提出。引入夸克這一概念，是為了能更好地整理各種強子，而當時並沒有什麼能證實夸克存在的物理證據，直到1968年SLAC開發出深度非彈性散射實驗為止。夸克的六種味已經全部被加速器實驗所觀測到；而最早於1995年在費米實驗室被觀測到的頂夸克，是最後發現的一種。
名稱來源
夸克蓋爾曼原本想用鴨的叫聲來命名夸克。開始時他並不太確定自己這個新詞的實際拼法，直到他在詹姆斯·喬伊斯小說《芬尼根守靈夜》裡面找到“夸克”這個詞：
向麥克老大三呼夸克！
——《芬尼根守靈夜 》，詹姆斯·喬伊斯
蓋爾曼在其著作《夸克與美洲豹》中，更詳細地述說了夸克這個詞的由來：
在1963年，我把核子的基本構成部份命名為“夸克”（quark），我先有的是聲音，而沒有拼法，所以當時也可以寫成“郭克”（kwork）。不久之後，在我偶爾翻閱詹姆斯·喬伊斯所著的《芬尼根守靈夜》時，我在“向麥克老大三呼夸克”這句中看到夸克這個詞。由於“夸克”（字面上意為海鷗的叫聲）很明顯是要跟“麥克”及其他這樣的詞押韻，所以我要找個藉口讓它讀起來像“郭克”。但是書中代表的是酒館老闆伊厄威克的夢，詞源多是同時有好幾種。書中的詞很多時候是酒館點酒用的詞。所以我認為或許“向麥克老大三呼夸克”源頭可能是“敬麥克老大三個夸脫”，那么我要它讀“郭克”也不是完全沒根據。再怎么樣，字句里的三跟自然中夸克的性質完全不謀而合。
夸克-內部結構模型圖 茨威格則用“埃斯”（Ace）來稱呼他所理論化的粒子，但是在夸克模型被廣泛接納時，蓋爾曼的用詞就變得很有名。很多中國物理學家則稱夸克為“層子”，在台灣亦曾翻譯“虧子”，但並不普遍使用。
夸克味的命名都是有原因的。上及下夸克被這樣叫，是源於同位鏇的上及下分量，而它們確實各自帶有這樣一個量。奇夸克這個名字，是因為它們是在宇宙射線的奇異粒子中被發現的，發現奇異粒子的時候還沒有夸克理論；它們被視為“奇異”，是因為它們的壽命不尋常地長。跟布約肯一起提出粲夸克的格拉肖說過：“我們把它叫粲夸克，是因為在構建它的過程中，見到它為亞原子世界所帶來的對稱，我們被這種美迷住了，對成果感到很滿意。”至於“頂”和“底”這兩個名字，哈拉里決定這樣做，是因為“它們是上及下夸克邏輯上的夥伴”。在過往，底及頂夸克有時會分別被叫作“美”及“真”夸克，但這兩個名字已經很少人會用了。
模型發展
抽象概念
夸克模型於1964年由物理學家默里·蓋爾曼 和喬治·茨威格（GeorgeZweig）獨立提出。在這個提案前不久的1961年，蓋爾曼提出了一種粒子分類系統，叫“八重道”——或技術上應叫SU(3)味對稱。以色列物理學家尤瓦勒·內埃曼（YuvalNe'eman），在同年亦獨立地開發出一套跟八重道相近的理論。在夸克理論的初期，當時的“粒子動物園”除了其他各種粒子，還包括了許多強子。蓋爾曼和茨威格假定它們不是基本粒子，而是由夸克和反夸克組成的。在他們的模型中，夸克有三種味，分別是上、下及奇，他們把電荷及自鏇等性質都歸因於這些味。初時物理學界對於這份提案的意見不一。當時學界對於夸克的本質有所爭論，一方認為夸克是物理實體，另一方則認為，它只是用來解釋當時未明物理的抽象概念而已。
延伸發展
夸克史丹佛線性加速器中心（SLAC）的深度非彈性散射實驗在1968年指出，質子含有比自己小得多的點狀物，因此質子並非基本粒子。物理學家當時並不願意把這些物體視為夸克，反而叫它們做“成子”（parton）——一個由理察·費曼所創造的新詞隨著更多味的發現，在SLAC所觀測到的粒子後來被鑑定為上及下夸克。不過，“成子”一詞到現在還在使用，是重子構成物（夸克、反夸克和膠子）的總稱。
奇夸克的存在由SLAC的散射實驗間接證實：奇夸克不但是蓋爾曼和茨威格三夸克模型的必要部份，而且還解釋到1947年從宇宙射線中發現的K和π強子。
在1971年的一份論文中，格拉肖、約翰·李爾普羅斯和盧奇亞諾·馬伊阿尼（LucianoMaiani）一起對當時尚未發現的粲夸克，提出更多它存在的理據。到1973年，小林誠和益川敏英指出再加一對夸克，就能解釋實驗中觀測到的CP破壞，於是夸克應有的味被提升到現時的六種。
粲夸克在1974年被兩個研究小組幾乎同時發現（見十一月革命）——一組在SLAC，由伯頓·里克特領導；而另一組則在布魯克黑文國家實驗室，由丁肇中領導。
介子-內部結構模型圖 在之後的幾年，有一些把夸克數量增至六個的提案。其中，以色列物理學家哈伊姆·哈拉里（HaimHarari）在1975年的論文中，最早把加上的夸克命名為“頂”及“底”[37]。
底夸克在1977年被利昂·萊德曼領導的費米實驗室研究小組觀測到[38][39]。這是一個代表頂夸克存在的有力徵兆：沒有頂夸克的話，底夸克就沒有伴侶。然而一直都沒有觀測到頂夸克，直至1995年，終於被費米實驗室的CDF[40]及D?小組[41]觀測到[5]。它的質量比之前預料的要大得多——幾乎跟金原子一樣重。
分類
夸克夸克的自鏇為2，因此根據自鏇統計定理，它們是費米子。它們遵守泡利不相容原理，即兩個相同的費米子，不能同時擁有相同的量子態。這點跟玻色子相反（擁有整數自鏇的粒子），在相同的量子態上，相同的玻色子沒有數量限制。跟輕子不同的是，夸克擁有色荷，因此它們會參與強相互作用。因為這種夸克間吸引力的關係，而形成的複合粒子，叫做“強子”（見下文強相互作用與色荷部份）。
在強子中決定量子數的夸克叫“價夸克”；除了這些夸克，任何強子都可以含有無限量的虛（或“海”）夸克、反夸克，及不影響其量子數的膠子。強子分兩種：帶三個價夸克的重子，及帶一個價夸克和一個反價夸克的介子。最常見的重子是質子和中子，它們是構成原子核的基礎材料。我們已經知道有很多不同的強子（見重子列表及介子列表），它們的不同點在於其所含的夸克，及這些內含物所賦予的性質。而含有更多價夸克的“奇特重子”，如四夸克粒子（qqqq）及五夸克粒子（qqqqq），目前仍在理論階段，它們的存在仍未被證實。
強子(夸克)-內部結構周期表 （圖片解釋：標準模型中的粒子有六種是夸克（圖中用紫色表示）。左邊的三列中，每一列構成物質的一代。）
基本費米子被分成三代，每一代由兩個輕子和兩個夸克組成。第一代有上及下夸克，第二代有奇及粲夸克，而第三代則有頂及底夸克。過去所有搜尋第四代基本粒子的研究均以失敗告終，又有有力的間接證據支持不會有超過三代。代數較高的粒子，一般會有較大的質量及較低的穩定性，於是它們會通過弱相互作用，衰變成代數較低的粒子。在自然中，只有第一代夸克（上及下）是常見的。較重的夸克只能通過高能碰撞來生成（例如宇宙射線），而且它們很快就會衰變；然而，科學家們相信大爆炸後，第一秒的最早部份會存有重夸克，那時宇宙處於溫度及密度極高的狀態（夸克時期）。重夸克的實驗研究都在人工的環境下進行，例如粒子加速器。
同時擁有電荷、質量、色荷及味，夸克是唯一一種能經受現代物理全部四種相互作用的已知粒子，這四種作用為：電磁、引力、強相互作用及弱相互作用。對於個別粒子的相互作用而言，除非是在極端的能量（普朗克能量）及距離尺度（普朗克距離）下，引力實在是小得微不足道。然而，由於現時仍沒有成功的量子引力理論，所以標準模型並不描述引力。
關於六種夸克味更完整的概述，可見於下文中的列表。
。
性質
電荷
強子(中子和質子)-內部結構模型圖 自鏇
自鏇是基本粒子的一種內在特性，它的方向是一項重要的自由度。在視像化時，有時它會被視為一沿著自己中軸轉動的物體（所以名叫“自鏇”），但是由於科學家們認為基本粒子應是點粒子，所以上述這個看法有點兒誤導。自鏇可以用矢量來代表，其長度可用約化普朗克常數?來量度。量度夸克時，在任何軸上量度自鏇的矢量分量，結果皆為+?/2或??/2；因此夸克是一種自鏇1?2粒子。沿某一軸（慣例上為z軸）上的鏇轉分量，一般用上箭頭↑來代表+1?2，下箭頭↓來代表?1?2，然後在後加上味的符號。例如，一自鏇為+1?2的上夸克可被寫成u↑。
弱相互
β衰變-內部結構模型圖 β衰變及其逆過程“逆β過程”在醫學上都有常規性的套用，例如正電子發射計算機斷層掃描。這兩個過程在高能實驗中也有套用，例如中微子探測。
圖為六種夸克間弱相互作用的強度。線的“深淺”由CKM矩陣的元決定。
儘管所有夸克的變味過程都一樣，每一種夸克都偏向於變成跟自己同一代的另一夸克。所有味變的這種相對趨勢，都是由一個數學表來描述，叫卡比博-小林-益川矩陣（CKM矩陣）。CKM矩陣內所有數值的大約大小如下：，其中Vij代表一夸克味i變成夸克味j（反之亦然）的可能性。
輕子（上圖β衰變中在W玻色子右邊的粒子）也有一個等效的弱相互作用矩陣，叫龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣（PMNS矩陣）。PMNS矩陣及CKM矩陣合起來能夠描述所有味變，但兩者間的關係並不明朗。
強相互
夸克掌管夸克間吸引及排斥的系統，是由三種色的各種不同組合所負責，叫強相互作用，它是由一種叫膠子的規範玻色子所傳遞的；下文中有關於膠子更詳細的討論。描述強相互作用的理論叫量子色動力學（QCD）。一個帶某色荷的夸克，可以和一個帶對應反色荷的反夸克，一起生成一束縛系統；三個（反）色荷各異的（反）夸克，也就是三種色每種一個，同樣也可以束縛在一起。兩個互相吸引的夸克會達至色中性：一夸克帶色荷ξ，加上一個帶色荷?ξ的反夸克，結合後色荷為零（或“白”色），成為一個介子。跟基本光學的顏色疊加一樣，把三個色荷互不相同的夸克或三個這樣的反夸克組合在一起，就會同樣地得到“白”的色荷，成為一個重子或反重子。
三色夸克-內部結構模型圖 在現代粒子物理學中，聯繫粒子相互作用的，是一種叫規範對稱的空間對稱群（見規範場論）。色荷SU(3)（一般簡寫成SU(3)c）是夸克色荷的規範對稱，也是量子色動力學的定義對稱。物理學定律不受空間的方向（如x、y及z）所限，即使坐標軸鏇轉到一個新方向，定律依然不變，量子色動力學的物理也一樣，不受三維色空間的方向影響，色空間的三個方向分別為藍、紅和綠。SU(3)c的色變與色空間的“鏇轉”相對應（數學上，色空間是複數空間）。每一種夸克味，f，下面都有三種小分類fB、fG和fR，對應三種夸克色藍、綠和紅，形成一個三重態：一股有三個分量的量子場，並且在變換時遵從SU(3)c的基本表示。這個時候SU(3)c應是局部的，這個要求換句話說，就是容許變換隨空間及時間而定，所以說這個局部表示決定了強相互作用的性質，尤其是有八種載力用膠子這一點。
質量
膠子-內部結構模型圖 標準模型假定所有基本粒子的質量，都是來自希格斯機制，而這個機制跟未被發現的希格斯玻色子有關係。頂夸克有著很大的質量，一個頂夸克大約跟一個金原子核一樣重（~171GeV/c2），而透過研究為什麼頂夸克的質量那么大，物理學家希望能找到更多有關於夸克，及其他基本粒子的質量來源。
希格斯玻色子-內部結構模型圖 性質列表
下表總結了六種夸克的關鍵性質。每種夸克味都有自己的一組味量子數（同位鏇（I3）、粲數（C）、奇異數（S）、頂數（T）及底數（B′）），它們代表著夸克系統及強子的一些特性。因為重子由三個夸克組成，所以所有夸克的重子數（B）均為+1/3。反夸克的話，電荷（Q）及其他味量子數（B、I3、C、S、T及B′）都跟夸克的差一個正負號。質量和總角動量（J；相等於點粒子的自鏇）不會因為反粒子而變號。夸克按其特性分為三代，如下表所示：
夸克味的性質
| 名稱 | 符號 | 質量（MeV/ c） | J | B | Q | I3 | C | S | T | B | 反粒子 | 符號 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一代 | ||||||||||||
| 上 | u | 1.7 to 3.3 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | +1⁄2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 反上 | u |
| 下 | d | 4.1 to 5.8 | 1⁄2 | +1⁄3 | −1⁄3 | −1⁄2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 反下 | d |
| 第二代 | ||||||||||||
| 粲 | c | 1,270+70−90 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | 0 | +1 | 0 | 0 | 0 | 反粲 | c |
| 奇 | s | 101+29−21 | 1⁄2 | +1⁄3 | −1⁄3 | 0 | 0 | −1 | 0 | 0 | 反奇 | s |
| 第三代 | ||||||||||||
| 頂 | t | 172,000±900 ±1,300 | 1⁄2 | +1⁄3 | +2⁄3 | 0 | 0 | 0 | +1 | 0 | 反頂 | t |
| 底 | b | 4,190+180−60 | 1⁄2 | +1⁄3 | -1⁄3 | 0 | 0 | 0 | 0 | −1 | 反底 | b |
*像4,190+180?60這樣的標記代表量測不確定度。以頂夸克為例，第一個不確定度是自然中的隨機，第二個是系統的。註：每一味夸克都具有紅、綠及藍三種色的版本，但對上表所列的性質而言，三種版本都一樣，故不列出。
發現研究
夸克而獲諾貝爾物理學獎。高能粒子物理學家的主攻方向之一是頂夸克(t)。
至於1994年最新發現的第六種“頂夸克”，相信是最後一種，它的發現令科學家得出有關夸克子的完整圖像，有助研究在宇宙大爆炸之初少於一秒之內宇宙如何演化，因為大爆炸最初產生的高熱，會產生頂夸克粒子。
研究顯示，有些恆星在演化末期可能會變成“夸克星”。當星體抵受不住自身的萬有引力不斷收縮時，密度大增會把夸克擠出來，最終一個太陽大小的星體可能會萎縮到只有七、八公里那么大，但仍會發光。
夸克理論認為，夸克都是被囚禁在粒子內部的，不存在單獨的夸克。一些人據此提出反對意見，認為夸克不是真實存在的。然而夸克理論做出的幾乎所有預言都與實驗測量符合的很好，因此大部分研究者相信夸克理論是正確的。
“夸克星”-內部結構模型圖 1997年，俄國物理學家戴阿科諾夫等人預測，存在一種由五個夸克組成的粒子，質量比氫原子大50%。2001年，日本物理學家在SP環－8加速器上用伽馬射線轟擊一片塑膠時，發現了五夸克粒子存在的證據。隨後得到了美國托馬斯·傑裴遜國家加速器實驗室和莫斯科理論和實驗物理研究所的物理學家們的證實。這種五夸克粒子是由2個上夸克、2個下夸克和一個反奇異夸克組成的，它並不違背粒子物理的標準模型。這是第一次發現多於3個夸克組成的粒子。研究人員認為，這種粒子可能僅是“五夸克”粒子家族中第一個被發現的成員，還有可能存在由4個或6個夸克組成的粒子。
陸陸續續地，共有九個實驗群組宣稱發現了penta-quark的證據。但是在其它較高能的實驗組及其數據中，包括使用輕子對撞器如德國DESY的ZEUS實驗，以及日本KEK的Belle與美國SLAC的BaBar兩大B介子工廠實驗、以及使用強子對撞器的美國費米實驗室中的CDF與D?實驗，都沒有觀測到應該存在的證據。因此，所謂的五夸克粒子(penta-quark)存在與否，還是一個極具爭論性的話題。同時，春天八號也計畫將會再提升其效能，獲取更大量的實驗數據，來進行統計上的確認。
發現過程
機遇
亞原子粒子：電子質子和中子-內部結構模型圖 20世紀30年代中期發明了粒子加速器，科學家們能夠把中子打碎成質子，把質子打碎成為更重的核子，觀察碰撞到底能產生什麼。20世紀50年代，唐納德·格拉澤（DonaldGlaser）發明了“氣泡室”，將亞原子粒子加速到接近光速，然後拋出這個充滿氫氣的低壓氣泡室。這些粒子碰撞到質子（氫原子核）後，質子分裂為一群陌生的新粒子。這些粒子從碰撞點擴散時，都會留下一個極其微小的氣泡，暴露了它們的蹤跡。科學家無法看到粒子本身，卻可以看到這些氣泡的蹤跡。
氣泡室圖像上這些細小的軌跡（每條軌跡表明一個此前未知的粒子的短暫存在）多種多樣，數量眾多，讓科學家既驚奇又困惑。他們甚至無法猜測這些亞原子粒子究竟是什麼。
發現者
默里·蓋爾曼1929年出生於曼哈頓，是個名副其實的神童。3歲時，他就能心算大數字的夸克之父蓋爾曼乘法；7歲拼單詞比賽贏了12歲的孩子；8歲時的智力抵得上大部分大學生。可是，在學校里他感到無聊，坐立不安，還患有急性寫作障礙。雖然完成論文和研究項目報告對他而言很簡單，他卻很少能完成。儘管如此，他還是順利地從耶魯大學本科畢業，先後在麻省理工學院、芝加哥大學（為費米）工作，在普林斯頓大學（為奧本海默）工作。。推斷假設
24歲時，他決定集中精力研究氣泡室圖像里的奇怪粒子。通過氣泡室圖像，科學家可以估測每個粒子的大小、電荷、運動方向和速度，但是卻無法確定它們的身份。到1958年，有近100個名字被用來鑑別和描述這些探測到的新粒子默里·蓋爾曼認為，如果套用關於自然的幾種基本概念，就可能會弄清楚這些粒子。他先假定自然是簡單、對稱的。他還假定像所有其他自然界中的物質和力一樣，這些亞原子粒子是守恆的（即質量、能量和電荷在碰撞中沒有丟失，而是保存了下來）。
用這些理論作指導，到今天為止我們對物質的結構的認識蓋爾曼開始對質子分裂時的反應進行分類和簡化處理。他創造了一種新的測量方法，稱為“奇異性（strangeness）”。這個詞是他從量子物理學引入的。奇異性可以測量到每個粒子的量子態。他還假設奇異性在每次反應中都被保存了下來。
建立模型
蓋爾曼發現自己可以建立起質子分裂或者合成的簡單眼應模式。但是有幾個模式似乎並不遵循守恆定律。之後他意識到如果質子和中子不是固態物質，而是由3個更小的粒子構成，那么他就可以使所有的碰撞反應都遵循簡單的守恆定律了。證明
經過兩年的努力，蓋爾曼證明了這些更小的粒子肯定存在於質子和中子中。他將之命名為“k-works”，後來縮寫為“kworks”。之後不久，他在詹姆斯·喬伊斯（JamesJoyce）的作品中讀到一句“三聲夸克（threequarks）”，於是將這種新粒子更名為夸克（quark）。
夸克加拿大人泰勒於1950年獲得理學學士學位，1952年獲得碩士學位，1962年在斯坦福獲得博士學位，1968年成為斯坦福直線加速器中心的副教授，1970年提升為教授．美國人弗里德曼於1950年在芝加哥大學獲得學士學位，1953年獲得碩士學位，1956年獲得博士學位，1960年他以副教授的身份來到麻省理工學院，1967年升為教授，1983—1988年任該院物理系主任．美國人肯德爾於1950年從阿姆海斯特學院獲得學士學位，1954年在麻省理工學院獲物理學博士學位，兩年後任斯坦福的副教授，1967年在麻省理工學院任教授．
斯坦福直線加速器中心所做的實驗與盧瑟福(E·Rutherford)所做的驗證原子核式模型的實驗類似．正象盧瑟福由於大量α粒子的大角度散射現象的觀察，預言原子中有核存在一樣，斯坦福直線加速器中心由前所未料的大量電子的大角度散射現象，證實核子結構中有點狀組分。
蓋爾曼(M·Gell—Mann)於1964年己預言過夸克的存在，與此同時，加利福尼亞理工學院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也獨立地提出了這一預言．在斯坦福直線加速器中心——麻省理工學院所做的實驗之前，沒有人能拿出令人信服的動力學實驗來證實質子和中子中有夸克存在．事實上，在那段時期理論學家對強子理論中夸克所扮演的角色還不清楚．正如喬爾斯考格(C·Jarlskog)在諾貝爾頒獎儀式上向瑞典國王介紹獲獎者時所說的那樣，“夸克假說不是當時唯一的假說．例如有一個叫‘核民主’的模型，認為沒有任何粒子可以被叫做基本單元，所有粒子是同等基本的，是相互構成的．”
1962年斯坦福開始建造大的直線加速器，它的能量為10—20GeV，經過一系列改進後，能量可達到50GeV．兩年後，斯坦福直線加速器中心主任潘諾夫斯基(W·Panofsky)得到幾個年輕物理學家的支持，這些人在他擔任斯坦福高能物理實驗室主任時和他共過事，泰勒就是其中一員，並擔任了一個實驗小組的領導．不久弗里德曼和肯德爾也加入進來，他倆那時是麻省理工學院的教師，他們一直在5GeV的劍橋電子加速器上做電子散射實驗，這個加速器是一個回旋加速器，它的容量有限．但是在斯坦福將有20GeV的加速器，它可以產生“絕對強”的射線束、高的電流密度和外部射線束．加利福尼亞理工學院的一個小組也加入合作，他們的主要工作是比較電子——質子散射和正電子——質子散射．這佯，來自斯坦福直線加速器中心、麻省理工學院和加利福尼亞理工學院的科學家組成了一支龐大的研究隊伍(這支隊伍稱作A組)．他們決定建造兩個能譜儀，一個是8GeV的大接受度能譜儀，另一個是20GeV的小接受度能譜儀．新設計的能譜儀和早期的能譜儀不同的地方是它們在水平方向用了直線一點聚焦，而不是舊設備的逐點聚焦．這種新設計能夠讓散射角在水平方向散開，而動量在垂直方向散開．動量的測量可以達到0.1%，散射角的精度可以達到0.3毫弧度．
在那時，物理學的主流認為質子沒有點狀結構，所以他們預料散射截面將隨著q2的增加迅速減小(q是傳遞給核子的四維動量)．換句話說，他們預想大角度散射將會很少，而實驗結果出乎意料的大．在實驗中，他們使用了各種理論假設來估算計數率，這些假設中沒有一個包括組元粒子．其中一個假設使用了彈性散射中觀察到的結構函式，但實驗結果和理論計算相差一個到兩個數量級．這是一個驚人的發現，人們不知道它意味著什麼．世界上沒有人(包括夸克的發明人和整個理論界)具體而確切地說：“你們去找夸克，我相信它們在核子裡．”在這種情況下，斯坦福直線加速器中心的理論家比約肯(J·Biorken)提出了標定無關性的思想．當他還是斯坦福的研究生時，就和漢德(L·Hand)一起完成了非彈性散射運動學的研究．當比約肯1965年2月回到斯坦福時，由於環境的影響，自然又做起有關電子的課題．他記起1961年在斯坦福學術報告會上聽斯格夫(L·Schiff)說過，非彈性散射是研究質子中瞬時電荷分布的方法，這個理論說明了電子非彈性散射怎樣給出原子核中中子和質子的動量分布．當時，蓋爾曼把流代數引進場論，拋棄了場論中的某些錯誤而保持了流代數的對易關係．阿德勒(S·Adler)用定域流代數導出了中微子反應的求和規則．比約肯花了兩年時間用流代數研究高能電子和中微子散射，以便算出結構函式對整個求和規則的積分，並找出結構函式的形狀和大小．結構函式W1和W2一般來說是兩個變數的函式．這兩個變數是四維動量轉移的平方q2和能量轉移v，比約肯則認為，結構函式W2僅僅依賴於這些變數的無因次比率ω=2Mv/q2(M表示質子質量)，即vW2=F(ω)，這就是比約肯標度無關性．在得出標度無關性時，他用了許多並行的方法，其中最具有思辯性的是點狀結構．流代數的求和規則暗示了點狀結構，但並不是非要求點狀結構不可．然而比約肯根據這種暗示，結合雷吉極點等其它一些使求和規則收斂的強相互作用概念，自然地得出了結構函式標定無關性．
標定無關性提出後，很多人不相信．正如弗里德曼所說：“這些觀點提出來了，我們並不完全確認．他是一個年輕人，我們感到他的想法是驚人的．我們預料看不到點狀結構，他說的只是一大堆廢話．”1967年末和1968年初，關於深度非彈性散射的實驗數據已開始積累．當肯德爾把嶄新的數據分析拿給比約肯看了以後，比約肯建議用標度無關變數ω來分析這些數據．按照舊方法描出的圖，肯德爾說：“數據很散，就象雞的爪印一樣布滿坐標紙．按比約肯的方法(vW2對ω)處理數據時，它們就用一種強有力的方式集中起來．我記起當時巴爾末發現他的經驗關係時的感受——氫光譜的波長被絕對精確的擬合．”1968年8月，在第十四屆國際高能物理會上，弗里德曼報告了第一個結果，潘諾夫斯基作為大會的領導很猶豫地提出了核子點狀結構的可能性．
當從20GeV的能譜儀收集到6°和10°散射的數據後，A組就著手用8GeV能譜儀做18°、26°和34°的散射．根據這些數據發現第二個結構函式W1也是單一變數ω的函式，也就是說遵守比約肯標度無關性．所有這些分析結果，直到今天仍然是正確的，即使經過更精確的輻射修正，其結果的差異也不大於1%．從1970年開始，實驗者們用中子作了類似的散射實驗，在這些實驗中，他們交替用氫(質子)和氘(中子)各做一個小時的測量以減小系統誤差．
早在1968年，加利福尼亞理工學院的R·費因曼已經想到強子是由更小的“部分子”組成的．同年8月他訪問斯坦福直線加速器中心時，看到了非彈性散射的數據和比約肯標度無關性．費因曼認為部分子在高能相對論核
也就是說結構函式與部分子的動量分布是相關的．這是一個簡單的動力學模型，又是比約肯觀點的另一種說法．費因曼的工作大大刺激了理論工作，幾種新的理論出現了．在凱蘭(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自鏇緊密相關後，斯坦福直線加速器中心—麻省理工學院
費因曼對夸克的要求，從而淘汰了其它的假設．中子的數據分析清楚地顯示出中子產額不同於質子產額，這也進一步否定了其它的理論假設．
一年以後，在歐洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非彈性散射，對斯坦福直線加速器中心的實驗結果做了有力的擴展．為了考慮夸克之間的電磁相互作用和中微子之間弱流相互作用的區別，把斯坦福直線加速器中心對
與斯坦福直線加速器中心的數據完全符合．後來的μ子深度非彈性散射、電子—正電子碰撞、質子—反質子碰撞、強子噴注都顯示了夸克—夸克相互作用．所有這些都強有力地證明了強子的夸克結構．
物理學界接受夸克用了好幾年的時間，這主要是由於夸克的點狀結構與它們在強子中的強約束的矛盾．正象喬爾斯考格在諾貝爾頒獎儀式上所說的那樣，夸克理論不能完全唯一地解釋實驗結果，獲得諾貝爾獎的實驗表明質子還包含有電中性的結構，不久發現這就是“膠子”．在質子和其它粒子中膠子把夸克膠合在一起．1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鮑里澤爾(H·D·Politzer)獨立地發現了非阿貝爾規範場的漸近自由理論．這種理論認為，如果夸克之間的相互作用是由色規範膠子引起的，夸克之間的耦合在短距離內呈對數減弱．這個理論(後來被叫做量子色動力學)很容易地解釋了斯坦福直線加速器中心的所有實驗結果．另外，漸近自由的反面，遠距離耦合強度的增加(叫紅外奴役)說明了夸克禁閉的機制．夸克之父，蓋爾曼1972年在第十六屆國際高能物理會議上說：“理論上並不要求夸克在實驗室中是真正可測的，在這一點上象磁單極子那樣，它們可以在想像中存在．”總之，斯坦福直線加速器中心的電子非彈性散射實驗顯示了夸克的點狀行為，它是量子色動力學的實驗基礎。
