我们肉眼能观测的所有物质，从浩瀚宇宙的星系，到日常所见的米粒、水滴，再到肉眼无法捕捉的细菌与病毒，基础构成单元都离不开原子、分子与离子。在中学物理认知里，质子和中子是原子核的最小组成颗粒，但微观世界的层级划分，远比课本基础内容更加精细。
质子与中子并非物质的终极形态，两种粒子还能继续拆分，构成它们的基础单元是夸克，也是现代物理定义的基本粒子。自然界一共存在六种夸克，分别为上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克、底夸克。质子由两个上夸克加一个下夸克构成，中子由两个下夸克加一个上夸克构成。

目前人类的实验设备，无法将两个绑定的夸克彻底拆分、单独观测单个夸克。所有夸克只能束缚在强子内部，质子、中子都是生活中最熟知的强子种类，科学界还探测到大量小众、罕见的强子粒子。
宇宙诞生初期的环境，曾出现过自由夸克的状态。宇宙大爆炸发生后的极短时间内，空间温度达到极致高温，夸克无法稳定配对结合，宇宙空间充斥着游离状态的夸克，这种特殊微观形态被称作夸克汤。随着宇宙降温，游离夸克逐步结合，形成如今稳定的各类微观粒子。
现代粒子物理实验，能短暂打破夸克的稳定状态。位于瑞士日内瓦地下的大型强子对撞机，是全球精度最高的粒子实验装置。设备可将亚原子粒子加速至接近光速，通过高速对撞击碎粒子结构，让科学家观测微观粒子的内部变化。
质子碰撞碎裂、单个夸克短暂脱离结构的瞬间，会触发全新的粒子生成机制。宇宙存在对应每一种夸克的反夸克，粒子碰撞产生的巨大能量，会催生全新的夸克与反夸克配对。新生夸克会快速填补质子结构，让质子恢复原有形态，反夸克则和脱离结构的原夸克结合，生成介子这种全新亚原子粒子。

粒子物理领域早有对应的理论预言。三个夸克可组成重子，质子、中子都属于这类粒子；夸克搭配反夸克可组成介子；三个反夸克能形成反强子。除此之外，四夸克态、五夸克态的粒子结构，也在理论推演的范围之内，粒子数量差值为3的倍数，就能形成稳定的瞬时粒子结构。
理论预言落地实验花费了数十年时间。2003年，日本贝尔实验室首次探测到四夸克态粒子，填补了新型复合粒子的观测空白。2015年，大型强子对撞机成功生成并捕捉到五夸克态粒子，让书本上的理论猜想变成可观测的实验事实。
新粒子的发现，也带来了全新的科学争议。针对五夸克态粒子的形态，学界存在两种观测思路。一部分科研团队认为，它是独立存在的新型强子，结构稳定且区别于质子、中子。另一部分观测数据显示，它有可能是介子和质子临时结合形成的微观“粒子分子”，并非独立的五夸克束缚结构。
截至目前，大型强子对撞机已经累计探测到59种不同的强子粒子，其中包含最新发现的四夸克态、介子、重子。大量实验样本，让科学家总结出了微观粒子的构成规律。目前发现的特殊复合粒子，大多包含粲夸克、底夸克这类重质量夸克，四夸克、五夸克粒子除唯一特例外，均带有粲夸克对。现阶段的实验样本中，暂时没有探测到含奇夸克的新型粒子。

科研人员会记录每一种新强子的质量、自旋、作用力特性等核心数据。这些实测数据，可用于校验强相互作用的理论模型，修正理论和实验之间的偏差。所有微观粒子实验的最终目的，是突破现有物理标准模型的局限。
当下的物理标准模型，无法适配宇宙演化模型，不能完整解释宇宙诞生、物质构成的核心逻辑。越来越多的微观粒子证据证明，宇宙的宏观终极奥秘，藏在最微小的粒子结构之中，持续的对撞机实验，正在一步步解锁宇宙的底层物理规则。