夸克模型的演变过程

夸克模型于1964年由物理学家默里·盖尔曼[19]和乔治·茨威格（George Zweig）[20][21]独立提出[5]。

在这个提案前不久的1961年，盖尔曼提出了一种粒子分类系统，叫“八重道”——或技术上应叫SU(3)味对称[22]。

以色列物理学家尤瓦勒·内埃曼（Yuval Ne'eman），在同年亦独立地开发出一套跟八重道相近的理论[23][24]。

在夸克理论的初期，当时的“粒子动物园”除了其他各种粒子，还包括了许多强子。

盖尔曼和茨威格假定它们不是基本粒子，而是由夸克和反夸克组成的。

在他们的模型中，夸克有三种味，分别是上、下及奇，他们把电荷及自旋等性质都归因于这些味[19][20][21]。

初时物理学界对于这份提案的意见不一。

当时学界对于夸克的本质有所争论，一方认为夸克是物理实体，另一方则认为，它只是用来解释当时未明物理的抽象概念而已[25]。

在一年之内，就有人提出了盖尔曼－茨威格模型的延伸方案。

谢尔登·李·格拉肖和詹姆斯·布约肯（James Bjorken）预测有第四种夸克存在，他们把它叫做“魅”。

加上第四种夸克的原因有三：一、能更好地描述弱相互作用（导致夸克衰变的机制）；二、夸克的数量会变得与当时已知的轻子数量一样；三、能产生一条质量方程，可以计算出已知介子的质量[26]。

史丹佛线性加速器中心（SLAC）的深度非弹性散射实验在1968年指出，质子含有比自己小得多的点状物，因此质子并非基本粒子[6][7][27]。

物理学家当时并不愿意把这些物体视为夸克，反而叫它们做“成子”（parton）——一个由理查德·费曼所创造的新词[28][29][30]随着更多味的发现，在SLAC所观测到的粒子后来被鉴定为上及下夸
克[31]。

不过，“成子”一词到现在还在使用，是重子构成物（夸克、反夸克和胶子）的总称。

奇夸克的存在由SLAC的散射实验间接证实：奇夸克不但是盖尔曼和茨威格三夸克模型的必要部份，而且还解释到1947年从宇宙射线中发现的K和π强子[32]。

在1971年的一份论文中，格拉肖、约翰·李尔普罗斯和卢奇亚诺·马伊阿尼（Luciano Maiani）一起对当时尚未发现的粲夸克，提出更多它存在的理据[33][34]。

到1973年，小林诚和益川敏英指出再加一对夸克，就能解释实验中观测到的CP破坏[注3][35]，于是夸克应有的味被提升到现时的六种。

粲夸克在1974年被两个研究小组几乎同时发现（见十一月革命）——一组在SLAC，由伯顿·里克特领导；而另一组则在布鲁克黑文国家实验室，由丁肇中领导。

观测到的粲夸克在介子里面，与一个反粲夸克束缚在一起。

两组分别为这种介子起了不同的名子：J及ψ；因此这种粒子的正式名子叫J/ψ介子。

这个发现终于使物理学界相信夸克模型是正确的[30]。

在之后的几年，有一些把夸克数量增至六个的提案。

其中，以色列物理学家哈伊姆·哈拉里（Haim Harari）在1975年的论文[36]中，最早把加上的夸克命名为“顶”及“底”[37]。

底夸克在1977年被利昂·莱德曼领导的费米实验室研究小组观测到[38][39]。

这是一个代表顶夸克存在的有力征兆：没有顶夸克的话，底夸克就没有伴侣。

然而一直都没有观测到顶夸克，直至1995年，
终于被费米实验室的CDF[40]及DØ小组[41]观测到[5]。

它的质量比之前预料的要大得多[42]——几乎跟金原子一样重。