Yıllar 1971’i göstermeden önce fizikçiler arasında fikir birliği bulunmayan bir konu vardı (aslında birçok konu var da neyse şimdi.). Atom çekirdeğinin birbirine nasıl bağlandığı konusunda kararsız kalmışlardı. Atomun çekirdeğinde yer alan pozitif yüklü protonların (artı yükler birbirini iter prensibinden dolayı) birbirini itmesi gerekirdi. Ama protonlar birbirini itmiyordu. Demek ki burada o zamanın şartlarıyla açıklanamayan bazı kuvvetler vardı.
Protonların karşılıklı elektromanyetik itmesine rağmen atom çekirdeğinin nasıl bağlandığını açıklamak için daha güçlü bir çekim kuvveti öne sürüldü. Bu varsayılan kuvvete, çekirdeği oluşturan proton ve nötronlara etki eden temel bir kuvvet olduğuna inanılan “güçlü kuvvet” adı verildi.
1964'te Murray Gell-Mann ve George Zweig, protonların ve nötronların (hadronlar ve mezonlar adı verilen diğer atom altı parçacıklarla birlikte) aslında kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluştuğunu öne süren kuark modelini önerdiler. Nükleonlar arasındaki güçlü çekim, kuarkları proton ve nötronlara bağlayan daha temel bir kuvvetin yan etkisidir.
Şimdi burada biraz kuarktan bahsedelim. Nötronlar ve protonlar, hadron adı verilen bir tür parçacıktır ve hadronlar, kuark adı verilen daha da küçük parçacıklardan oluşur. Kuarklar maddenin temel bir bileşenidir, ancak "temel" derken onların başka parçacıklara parçalanamayacaklarını kastediyorum. Bu yüzden kuarklar temel bir bileşendir. Ama tabii ileride parçalanabilecekleri ve daha küçük parçacıklardan oluştuğu bulunabilir(who knows.).
Güçlü kuvvet, renk olarak bilinen bir özellikten kaynaklanır. Bu özellik, günlük hayattan bildiğimiz renk ile herhangi bir bağlantısı olmayan, elektrik yüküne oldukça benzer bir yapıya sahiptir. Elektrik yükü elektromanyetizma veya elektromanyetik kuvvetin kaynağı ise renk, güçlü kuvvetin kaynağıdır. Renksiz parçacıklar (elektronlar ve diğer leptonlar gibi) güçlü kuvveti hissetmez; renkli parçacıklar, (özellikle kuarklar) güçlü kuvveti hisseder. Güçlü etkileşimleri tanımlayan kuantum renkdinamiği, adını bu renk özelliğinden alır.
Protonlar ve nötronlar, üç quark içeren bir parçacık sınıfı olan baryonların örnekleridir. Her biri üç farklı renk değerinden birine sahip quark içerir (kırmızı, mavi ve yeşil). Quarklar ayrıca antiquarklarla (zıt renge sahip antiparçacıkları) birleşerek pionlar ve kaonlar gibi mezonları oluşturabilir. Baryonlar ve mezonlar, hepsi toplamda sıfır renge sahiptir ve güçlü kuvvet sadece sıfır renk kombinasyonlarına izin verdiği gibi görünmektedir. Örneğin yüksek enerjili parçacık çarpışmalarında bireysel kuarkları çıkarmaya yönelik girişimler, genellikle yeni "renksiz" parçacıkların, çoğunlukla mezonların oluşturulmasına neden olur.
Güçlü etkileşimlerde, kuarklar güçlü kuvvetin taşıyıcıları olan gluonları değiş tokuş ederler. Gluonlar, elektromanyetik kuvvetin haberci parçacıkları olan fotonlar gibi, içsel spinde tam bir birime sahip kütlesiz parçacıklardır. Ancak, fotonlar gibi elektriksel olarak şarjlı olmayan ve bu nedenle elektromanyetik kuvveti hissetmeyen parçacıkların aksine, gluonlar renk taşırlar, bu da onların güçlü kuvveti hissettiği anlamına gelir ve kendi aralarında etkileşime girebilirler. Bu farkın bir sonucu olarak, kısa menzili içinde, güçlü kuvvet, diğer kuvvetlerin aksine, mesafe ile birlikte güçlenmiş gibi görünmektedir.
İki kuark arasındaki mesafe arttıkça, aralarındaki kuvvet, iki ucundan çekilmiş bir lastiğin gerilmesi gibi artar. Sonunda lastik kırılır ve iki parçaya ayrılır. Kuarklarla da benzer bir şey olur, çünkü yeterli enerjiyle bir kuark değil, bir kuark-antikuark çifti, bir kümeden "çekilen" olur. Bu nedenle, kuarklar her zaman gözlemlenebilir mezonlar ve baryonların içinde kilitlenmiş gibi görünür, bu olaya "confinement" (kapanma) denir. Bir protonun çapına benzer uzaklıklarda, kuarklar arasındaki güçlü etkileşim, elektromanyetik etkileşimin yaklaşık 100 katıdır. Ancak daha küçük mesafelerde, kuarklar arasındaki güçlü kuvvet zayıflar ve kuarklar bağımsız parçacıklar gibi davranmaya başlar, bu da "asymptotic freedom" (asimptotik özgürlük) olarak bilinen bir etkidir.