در حدود سال 1900 تصور می شد که اتم سنگ بنای جهان است و غیر قابل تجزیه می باشد، بزودی مشخص شد که اتم از یک هسته ی مرکزی با بار الکتریکی مثبت و تعدادی الکترون که در اطراف آن در گردشند، تشکیل شده است هنگامی که هسته مورد مطالعه قرار گرفت، فیزیکدانان متوجه شدند که هسته از پروتون با بار الکتریکی مثبت و نوترون که از نظر الکتریکی خنثی است تشکیل شده و الکترون‌ها در اطراف آن در گردشند با تحقیقات روی هسته، ذرات جدیدی کشف شدند. همچنین تحقیقات بیشتر نشان داد که پروتون‌ها و نوترون‌ها نیز از ذرات دیگری که کوارک نامیده شدند، ساخته شده است.

 

                                        

 

فیزیکدانان ذرات سازنده ی ماده را به دو دسته لپتون‌ها و کوارک‌ها تقسیم کردند. در این تقسیم بندی هادرون‌ها از جمله پروتون و نوترون، ذره ی بنیادی نیستند و از کوارک‌ها ساخته شده اند همه ی اجسام پایدار موجود در جهان از یک نوع لپتون و دو کوارک (بالا-پایین) ساخته شده اند که ترکیب این دو کوارک بصورت پروتون و نوترون ظاهر می‌شود علاوه بر بار الکتریکی، کوارک‌ها دارای خاصیت دیگری هستند که بار-رنگ(colour charge)نامیده می‌شود. نیروی بین ذرات بار - رنگ بسیار قوی است که آن را نیروی قوی می نامند.این نیروی بسیار قوی که روی پروتون‌ها و نوترون‌ها اعمال می شود بر نیروی دافعه الکتریکی بین پروتونها غلبه می‌کند و موجب می شود هسته پایدار بماند. در واقع نیروی قوی بین کوارک‌ها اعمال می شود. ذره ای که این نیرو را حمل می کند گلوئون(gluon)نامیده می شود.

پاد ماده
یکی از کشفیات بسیار جالب، کشف پاد ماده است برای هر ذره ی بنیادی یک ذره دیگری وجود دارد که آن را پاد ماده ی آن می نامند به عنوان مثال پاد ماده ی الکترون، پوزیترون است که تنها از نظر الکتریکی با هم تفاوت دارند. ماده و پاد ماده یکدیگر را جذب کرده و به انرژی تبدیل می شوند به همین دلیل آن‌ها را پاد ماده می نامند توجه شود که پاد ماده تنها یک اصطلاح است و از نظر فیزیکی هر دوی آنها ماده می باشند.