ควาร์ก

*เรื่องนอกกรอบ: เรื่องนี้อยู่นอกกรอบของสารานุกรมนี้ จะมีข้อมูลพื้นฐานเพียงบางส่วนเท่านั้น

โปรตอนและนิวตรอนไม่ใช่อนุภาคมูลฐาน แต่ประกอบด้วยควาร์กอัป (u) และดาวน์ (d)

ควาร์กเป็นอนุภาคมูลฐาน มี 6 ชนิด ได้แก่

• ควาร์กอัป (u:up) มีมวล 2.3 MeV/c² ประจุ +2/3
• ควาร์กดาวน์ (d:down) มีมวล 4.8 MeV/c² ประจุ -1/3
• ควาร์กชาร์ม (u:up) มีมวล 1.27 GeV/c² ประจุ +2/3
• ควาร์กสเตรนจ์ (d:down) มีมวล 93 MeV/c² ประจุ -1/3
• ควาร์กท็อป (t:top) มีมวล 173 GeV/c² ประจุ +2/3
• ควาร์กบ็อททอม (b:bottom) มีมวล 4.2 GeV/c² ประจุ -1/3

ประจุสี

ควาร์กแผ่อนุภาคกลูออน ทำให้มีแรงนิวเคลียร์แบบเข้มระหว่างกัน คล้ายกับประจุไฟฟ้าแผ่อนุภาคโฟตอน ทำให้มีแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

ควาร์กแต่ละตัวมีประจุสีไม่เกี่ยวกับชนิด เป็น แดง (r) หรือ เขียว (g) หรือ น้ำเงิน (b) และประจุสีอนุรักษ์ เช่นเดียวกับประจุไฟฟ้า นั่นคือปริมาณรวมสีแดงคงที่ สีเขียวคงที่ สีน้ำเงินคงที่

ควาร์กแผ่กลูออน และกลูออนนั้นมีประจุสีด้วย เช่น ควาร์ก r
ปล่อยกลูออน rr แล้วคงสี r
หรือปล่อยกลูออน rg แล้วเปลี่ยนเป็นสี g
หรือปล่อยกลูออน rb แล้วเปลี่ยนเป็นสี b
ได้ 3 แบบ ซึ่งควาร์กที่มีสีตรงกับปฏิสีของกลูออนจะถูกดึงดูดและเปลี่ยนสีตามกลูออน

รงคพลศาสตร์ควอนตัม

โปรตอนซึ่งมีมวล 938.3 MeV/c² ประกอบด้วยควาร์กสุทธิ 3 ตัว uud คิดเป็นมวลนิ่งเพียง 9.4 MeV/c²
ในทำนองเดียวกันนิวตรอนซึ่งมีมวล 939.6 MeV/c² ประกอบด้วยควาร์กสุทธิ 3 ตัว udd คิดเป็นมวลนิ่งเพียง 11.9 MeV/c²
มวลของโปรตอนและนิวตรอนราว 99% มาจากพลังงานในกลูออนและพลังงานจลน์ของควาร์กและปฏิควาร์ก ที่ถูกสร้างและทำลายอยู่ตลอดเวลาในนิวเคลียร์

การคำนวณเกี่ยวกับควาร์กและประจุสีมีชื่อเรียกว่า รงคพลศาสตร์ควอนตัม (QCD: Quantum Chromo Dynamics) ตั้งชื่อตาม ไฟฟ้าพลศาสตร์ควอนตัม (QED: Quantum Electro Dynamics) สำหรับประจุ

ปัจจุบันรงคพลศาสตร์ควอนตัมยังคงมีความซับซ้อนในการคำนวณ สามารถทำนายมวลของโปรตอนและนิวตรอนและนิวเคลียร์ได้เพียงบางส่วน