ประจุสี(color charge)   

        การรวมตัวกันของควาร์กนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยหลักการ ผสมแสงสีกล่าวคือประจุของควาร์ก
และแอนติควาร์กแต่ละตัวจะต้องมีสี(สมมติขึ้น มองไม่เห็น) และเมื่อ รวมกันเป็นอนุภาคต่าง ๆ สีที่
เป็นไปได้จะเป็นสีขาวหรือไม่มีสีนั่นเองตัวอย่างเช่น โปรตอน ซึ่งเป็นอนุภาคพวก แบริออน จะ
ประกอบด้วยควาร์ก 3 อนุภาค ได้แก่ ควาร์กขึ้น 2 อนุภาค และ ควาร์กลง 1 อนุภาค ดังนั้นควาร์กขึ้น
 สองอนุภาคนั้น จะต้องมีสีต่างกันเช่นสีแดงกับสีเขียวส่วน ควาร์กลง จะต้องมี สีน้ำเงิน ส่วนอนุภาค
พวก มีซอน จะ ประกอบด้วย ควาร์ก 1 ตัวและ แอนติควาร์ก 1 ตัว หากควาร์กมีประจุเป็นสีน้ำเงิน
แอนติควาร์ก ก็จะต้องมีประจุ เป็นสีเหลืองเป็นต้นการจับตัวกันของควาร์กนั้น เกลล์แมนและนัก
วิทยาศาสตร์ท่านอื่นคิดว่าเกิดจากแรงซึ่งเรียกว่า"แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (strong nuclear force)"

ควาร์กอยู่กันในขอบเขตที่จำกัด

 


     แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มนี้แตกต่างจากแรงโน้มถ่วงและแรงแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมาก กล่าวคือความ
เข้มของแรงจะไม่อ่อนลงเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น หากมีแรงดึงกระทำกับควาร์กให้แยกออกจากกัน แรง-
นิวเคลียร์อย่างเข้มก็ดึงอยู่ระหว่างควาร์ก คล้ายกับยางวงที่ถูดดึงออกไปเรื่อย ๆ ถ้าแรงดึงนั้นมากพอ
ก็จะทำให้เกิดการสลายตัวได้คู่ของควาร์กและแอนติควาร์กคู่ใหม่ พลังงานของคู่ควาร์กก่อนสลาย
ตัวกับหลังสลายตัวยังคงเท่าเดิมเพราะพลังงานบางส่วนถูกเปลี่ยนไปเป็นมวลของควาร์กและแอนติ
ควาร์กคู่ใหม่ แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มก็จะมีบทบาทอีก ดังนั้นเราจึงไม่พบควาร์กที่เป็นอนุภาคอิสระ

อนุภาคส่งถ่ายแรง

            ฮิเดกิ ยุกะวะ (Hideki Yukawa) เสนอว่าแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มที่เกิดขึ้นระหว่างนิวตรอน
และโปรตอนเกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคส่งถ่ายแรงชนิดหนึ่ง ซึ่งให้ชื่อว่า "พาย มีซอน"แต่
อย่างไรก็ตาม สำหรับแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มจะเกิดขึ้นได้จากประจุสีเท่านั้นแต่โปรตอนและ
นิวตรอนเป็นอนุภาคที่ไม่มีสีทั้งสองอนุภาค ดังนั้นหลักการการส่งถ่ายแรงดูเหมือนจะขัดแย้ง
สำหรับนิวตรอนและโปรตอนนักฟิสิกส์คิดว่าโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสสามารถซ้อน
ทับกันได้อนุภาคทั้งสองไม่ได้มีอันตรกิริยาต่อกันเพราะว่าไม่มีประจุสีแต่ควาร์กในอนุภาคทั้งสอง
ต่างหากที่มีอันตรกิริยาต่อกัน แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มเกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคส่งถ่ายแรง
ที่มีชื่อว่า "กลูออน"(gluon) ระหว่างควาร์กในนิวตรอนและควาร์กในโปรตอน กระบวนการนี้
ทำให้นิวเคลียสตรึงตัวอยู่ด้วยกันได้ คล้ายกับที่อะตอมจับตัวกันกลายเป็นโมเลกุลนั่นเอง  นอก
จากนั้นแล้วควาร์กยังมีการสลายตัวได้อีก ภาพด้านล่างเป็นการสลายตัวของนิวตรอนกลายเป็น
โปรตอนโดยที่ควาร์กลงของนิวตรอน 1 อนุภาคกลายเป็นควาร์กขึ้นและมีการปล่อยอนุภาค w
โบซอนออกมา จากนั้น w โบซอนสลายตัวกลายเป็นอิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนนิวตริโน ในที่สุด