SU（3）対称性の美しさは、しかし、なぜそれが成り立つかを説明するものではない。 ゲルマンともう一人のアメリカの物理学者ジョージ・ツヴァイクは1964年に独立して、その答えはハドロンの基本的な性質にあることを決定しました。 SU(3)の最も基本的な部分群には3つしかなく、そこからオクテットやデカップレットを作ることができるのだ。 2人の理論家は、当時観測されたハドロンは単純な構造ではなく、3つの基本粒子から作られているという大胆な提案をした。 ゲル-マンはこれらの粒子をクォークと呼び、この名前は今日でも使われています。
ゲル-マンとツヴァイクが彼らの考えを発表する頃には、既知の素粒子のリストは1932年の3つ-電子、陽子、中性子から、ほとんどの安定ハドロンを含み、ミューオンと2種類のニュートリノのほか、短命の共鳴も増え続けています。 増え続けるように見えるハドロンが、たった3つの基本構成要素で理解できるようになったことは、実に驚くべきことでした。 しかし、これが可能になるには、それらの構成要素であるクォークがいくつかの変わった性質を持たなければなりませんでした。
これらの性質は非常に奇妙で、何年もの間、クォークが実際に存在するのか、単に便利な数学的フィクションであるのかがはっきりしなかったのです。 例えば、クォークは+2/3eまたは-1/3eの電荷を持っているはずで、これはある種の検出器で非常に簡単に見つけられるはずですが、宇宙線と粒子加速器の両方で集中的に探索しても、この種の分数電荷の納得できる証拠を発見することはありませんでした。 しかし，クォークが最初に提案されてから10年後の1970年代半ばまでに，科学者たちは，クォークは存在するが，個々のハドロンの中に閉じ込められていて，決して単体では脱出できないことを示す証拠を大量に収集した
この証拠は，水素（陽子のみ），重水素，炭素，アルミニウムなどの標的物質中の陽子と中性子に向けて電子，ミューオン，ニュートリノのビームを発射した実験から得られた． 入射粒子はすべてレプトンで、強い束縛力を感じず、原子核よりはるかに小さいことが当時から知られていた。 標的内の相互作用によるビーム粒子の散乱から、陽子や中性子が複雑な構造をしており、その中には構造のない点状の物体が含まれていることが明らかになった。この点状物体は大きな粒子の一部であるため、パートンと名づけられた。 この実験により、パルトンは実際に+2/3eまたは-1/3eの分数電荷を持つことができ、クォーク模型のより驚くべき予測の1つを確認することができた。 これらのクォークは、アップ（u）、ダウン（d）、ストレンジ（s）として知られているものである。 その後、実験によって多くの重いハドロン（中間子とバリオンの両方）が発見され、クォークが3つ以上あることが示された。 SU(3)対称性はより大きな数学的対称性の一部であり、複数の「フレーバー」（異なるクォークを区別するための言葉）を持つクォークを取り込んでいる。 アップ、ダウン、ストレンジクォークに加え、チャーム（c）、ボトム（b）、トップ（t）というクォークがある。 つまり、チャームはアンチチャームと、ボトムはアンチボトムと、それぞれ結びついて作られなければならないのだ。
上下のクォークは主に異なる電荷によって区別され、重いクォークはそれぞれフレーバーに関連した固有の量子数を持っている。 ストレンジクォークはストレンジネス、S=-1、チャームクォークはチャーム、C=+1、といった具合に。 また、ラムダ（Λ）粒子と呼ばれる中性の奇妙な粒子は、ウッドを含んでおり、正しい全電荷は0、奇妙さは-1である。 この系を用いると、ラムダはダウンクォークの1つをストレンジクォークに変えた中性子とみなすことができます。電荷とスピンは同じですが、ストレンジクォークによってラムダは中性子より重くなります。 このように、クォーク模型は、自然が粒子を生成する際に恣意的ではなく、ある意味で、より大規模なスケールで同じことを繰り返していることを明らかにするものである
。