如果将夸克模型与坂田模型做个比较，它们的对应关系是：u夸克→质子（p）、d夸克→中子（n）、s夸克→奇异粒子（Λ）。夸克模型吸取了坂田模型中介子组合的成功之处，也认为介子是由一种夸克与一种反夸克复合而成。比如，π+介子是由（u）组成的，π-介子的组成是（d）2等。
3种夸克与3种反夸克可以有9种不同的复合方式，它们分别是：u、d、s、d、s、u、s、u、d等，可以组成9个介子。其中的8个介子刚好与介子八重态中的各介子相对应，另外一个为单态介子η′。
对于重子，夸克模型认为它是由3种夸克复合而成的。在众多的重子复合体中，p（uud）、n（udd）、∑+（uus）、Σ°（dus）、∑-（dds）、Ξ°（uus）、Ξ-（dss）、Λ°（uds），这8个重子与重子八重态中的各粒子是一致的；而△++（uuu）、△+（uud）、△°（udd）、△-（ddd）、∑*+（uus）、∑*°（sdu）、∑*-（dds）、Ξ*°（uss）、Ξ*-（dss）、Ω-（sss）则与重子十重态中的粒子一一对应。
依照夸克有关理论的推算，当时曾预言存在重子的八重态和十重态，而且还准确地估算出尚未发现的Ω-粒子的各种性质。这些与强子分类方法给出的结果完全一致，令人感到鼓舞。那时候发现的百余种粒子都可以填充在这些八重态或十重态中。正因为如此，夸克模型便广泛地引起了人们的兴趣与关注。
1974年，J／ψ粒子的发现，由于这种粒子性质特殊，用已经建立起来的三夸克理论无法解释它的组合问题。这样J／ψ粒子的降临，不仅使平静了10年之久的粒子物理学界产生了很大的震憾；而且，对三夸克理论也是一个强有力的冲击。因此，物理学家将J/ψ粒子的发现称为1974年的11月革命。
为了解决这个矛盾，人们便提出了第四种夸克，取名粲夸克（charm），符号为c，又叫做c夸克，它带的电荷是23e。相应的反夸克是23。J／ψ粒子是由一个粲夸克c与一个反粲夸克复合而成的。由于J／ψ粒子只是粲夸克的复合体，而它衰变以后的产物却由u、d、s夸克组成的，这中间没有共同的夸克来“搭桥”，使得J／ψ粒子衰变起来自然很困难。因此，虽然它的质量比较大，是质子质量的三倍多，但它的寿命反而比较长，达到10-20秒。要比一般强子的寿命长1000～10000倍，这正是J/ψ粒子独特的性质。
粲夸克提出以后，又陆续发现了由粲夸克组成的介子：D+（c）、D°（c）、D-（d）等。另外，实验中新发现的一些重子，如Λc+、∑c++等，在它们的复合体中也包含有粲夸克的成分。这些事实显示出粲夸克在组成介子、重子和一些特殊的粒子中担当着重要的角色，是夸克家族中的主要成员。
1977年，费米实验室的莱德曼实验小组，利用质子同步加速器把质子束的能量加速到500吉电子伏，然后以它为炮弹打击靶核，发现了新的粒子γ。γ粒子的自旋是1，属于玻色子。它的质量比J/ψ粒子的质量还大2倍多。对于γ粒子用已有的四夸克理论无法解释，导致夸克理论又一次陷入了危机。
为了解决难题，于是人们提出了第五种夸克，称为底夸克（bottom），符号为b，也叫做b夸克。相应的反夸克为b。b夸克带电荷为-13e，质量为c夸克的3倍多，属于重量级的。γ粒子是由（b）复合而成的。
b夸克引入不久，从对称性考虑，人们又预言了第六种夸克的存在，称为顶夸克（top），符号为t，又叫做t夸克。这种夸克带有+23e的电荷，它的质量是174吉电子伏，是目前夸克家族中质量最大的一个成员。
1994年4月26日，美国费米实验室找到12个存在顶夸克的例证，这样就为理论预言提供了重要依据。t夸克的反夸克是。
夸克模型的建立引起人们高度的重视。由于利用夸克理论能够成功地解释许多人们熟知的一些实验事实，使得极为复杂的事情变得非常简单。所有人们已知的强子都是由有限的几种夸克及其反粒子复合而成的。因此，夸克模型得到人们普遍的赞赏，从而在世界范围掀起了一场寻找夸克的热潮。
1967年，美国斯坦福大学直线加速器中心，建成一套长达3千米的电子直线加速器，可以将电子的能量加速到20GeV；然后用它打击质子，获得了可喜的实验结果。“观察”到了质子内部存在着点状物，为夸克模型提供了有力的证据；也为人们深入探索强子的内部结构，寻找自由夸克带来了希望，增强了信心，指明了美好的前景。
夸克的色与味
由夸克组成的各种各样的强子中，有一些情况很特殊，引起人们的关注。例如，△++（uuu）、△-（ddd）、Ω-（sss）等，这些强子都是由3个相同的夸克复合而成的。因为夸克的自旋都是12，属于费米子。由费米子组成粒子时，要受到著名的泡利（1900—1958年）不相容原理的限制。按照这个原理，由夸克组成强子时，每一个强子中不能有两个或两个以上完全一样的夸克。前面的3个重子都是由3个完全相同的夸克组合而成的，显然这是与泡利不相容原理相抵触的，自然是不允许的。为了解决这一矛盾，1964年，物理学家格林伯格提出，每一种夸克还应赋与一个新的物理量，用来描述它的特性。这个量就是“颜色”。为了使3个完全一样的夸克组成强子时，满足泡利不相容原理的要求，只要这3个夸克带有不同的颜色，问题便迎刃而解。于是，格林伯格便提出每一种夸克有3种不同的颜色，比如红、蓝、绿。这样组成△++、△-、Ω-的3个夸克，一个是红颜色的，一个是蓝颜色的，一个是绿颜色的。每一种颜色代表夸克的一种状态；不同颜色，表示同一种夸克处于不同的状态。组成重子的3个同种夸克，由于颜色不一样，表明它们处于不同的状态，这样便符合泡利不相容原理的要求。
由3种不同颜色的夸克组成的强子是无色的，或者说是白色的。如同白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色的光组成的一样。因此，强子本身并不显示出颜色的特征。
反夸克具有与夸克相反的颜色，称为反色，诸如反红色、反蓝色、反绿色等。介子是由一个夸克和一个反夸克组合而成的，夸克带正色，反夸克带反色，它们相互抵消，使得介子也不显示颜色的特性。
截止到目前，人们共提出6种夸克，每一种夸克称为一种“味道”，一共有6种味道。每一种夸克又有3种不同的颜色，代表3种不同的状态。这样，总共有18种不同性质的夸克。若再加上相应的反夸克，使得不同性质的夸克总数达36种。
夸克既有味道，又有颜色。就是这36种色、味不同的夸克组成几百种性质各异的介子、重子与超子。这些强子和12种轻子，再加上光子，便是构成绚丽多姿的大自然的“基石”。
儿童做积木游戏大家是熟悉的。小孩利用有限个不同颜色、形状各异的小积块，可以堆积、搭建出各式各样的模型来。小小的积木块与夸克大有一曲同功的作用。当然，这只是一种简单的比喻，夸克的意义自然是小小积木块无法比拟的。
1962年，正当国外一些物理学家深入研究夸克模型的时候，由中国科学院原子能研究所、中国科学院数学研究所和北京大学等院所的理论物理工作者组成的北京基本粒子小组，对强子的内部结构进行了深入地探讨，并于1966年提出了“强相互作用粒子的相对论性模型”，即人们比较熟悉的层子模型。这种模型认为，物质微观世界的构成是多层次的，而强子结构只是其中的一个层次，这个层次也是由更基本的单元构成的，称为层子。理论预言层子的质量要比质子的质量大十几倍到几十倍。1972年，我国云南省的实验观测站在云室中曾观察到一个重粒子的径迹，其质量为质子的10倍以上。事例发现以后，曾引起人们广泛的关注。但由于数量太少，还不足以说明自由层子的存在，有待于更深入地研究与探索。
层子模型的提出，许多物理学家予以高度重视。萨拉姆曾将这一模型的结果介绍给在美国召开的第13届高能物理国际研讨会议，并称赞这是第一流的科学工作。美国物理学家温伯格在他著名的《最初的三分钟——宇宙起源的一种新的看法》一书中对层子模型是这样评论的：“北京一小组理论物理学家，长期以来坚持一种类似的夸克理论，但称之为“层子”，而不称为夸克。因为这些粒子，代表比普通强子更深一个层次的现实。”
层子模型的建立是我国物理学工作者在粒子物理学领域做出的杰出贡献。夸克模型与层子模型虽然名称不同，但它们所探讨和揭示的物理内容是一致的，都是探索强子内部结构的理论模型。应该说，自然界有更深的统一，而这正是许多物理学家不断追求的目标。
夸克与轻子
自1964年夸克理论提出以来，至今组成强子的夸克共有6种，即u夸克、d夸克、s夸克、c夸克、b夸克、t夸克。这6种夸克可以划分为三代：
（ud），（cs），（tb）
其中，u、c、t3种夸克带有电荷23e；d、s、b3种夸克所带电荷为-13e。同一代中的两个夸克的电荷彼此相差一个单位（e）。
自然界中，人们发现的轻子到目前也刚好是6种：e-、μ-、τ-、νe、νμ、ντ。其中，e-、μ-、τ-3种轻子，除了质量不同以外，它们的性质完全相似。带电量相同；自旋一样，都是12，属于费米子；它们只参与电磁相互作用和弱相互作用；这3种轻子都有与自己相对应的中微子：电子型的中微子νe、μ子型的中微子νμ、τ轻子型的中微子ντ。
这6种轻子，我们也可以将它们划分为三代：
（νee-），（νμμ-），（νττ-）
三代轻子中，每一代的第二个粒子e-、μ-、τ-均带有一个单位（e）的负电荷；而第一个粒子νe、νμ、ντ是中性的，同一代中的两个轻子，所带电荷数彼此亦相差一个单位（e）。
我们将夸克的情况与轻子的情况做个比较，三代夸克与三代轻子之间存在的这种对称关系，是一种偶然的巧合，还是它们之间有着重要的内在联系。我们若将同一代的夸克与轻子放在一起，即为
（udνee-），（csνμμ-），（tbνττ+）
会有什么结果呢？从这种对称排列组合不难看出，夸克与轻子组成的三代中，第二代和第三代好像是第一代的一种重复；从质量来看，一代比一代大。三代粒子之间的这种周期性表现，从更深的层次考虑，夸克与轻子是不是会由更基本的成分组合而成的呢？它们在下一个层次中会不会统一起来？这些都有待于人们进一步去探索。
目前，人们认识的轻子只有三代，按照夸克与轻子的对应关系，可以推断夸克也只有三代。这样，自然界存在6种轻子及其相应的反轻子，共计12种；存在36种性质各异的夸克，这48种粒子便是构造大自然的基本单元。
此外，传递各种相互作用的媒介粒子有：传递电磁相互作用的光子γ，传递弱相互作用的粒子W+、W-、Z°，传递强相互作用的8种胶子，共有12种。时至今日，人们已经认识到微观世界中到这个层次的粒子总数为60种。运用这些粒子，人们可以解释众多的现象和规律，揭示和探索奇妙无穷的微观世界。
然而又会有新的问题摆在人们的面前。从表6-3中可以看出，这12种粒子的质量分布从几乎为零到最大为174吉电子伏；就同一个层次的6种夸克来看，质量从几兆电子伏到174吉电子伏，彼此相差5万倍。t夸克的质量差不多同金原子核的质量一样。这些粒子是点粒子吗？它们还存在不存在更深层次的结构呢？质量的起源是什么？所有这些问题必将促使物理学家更深入地研究它们的性质和探寻新的物理规律。
随着新世纪的到来，人们期望，在21世纪中粒子物理学的研究将会有新的突破，将人类对于微观世界的探求推向更新的层次。
