Das obere Bild zeigt ein rotes Quark und ein anti-rotes Antiquark zwischen denen beim Auseinanderfliegen ein blau-antiblaues Quark-Antiquark Paar entsteht. Als freie Teilchen entstehen können aber nur farblose Objekte. Also muß dieser Prozess solange weitergehen, bis sich überall weiße Objekte aus dem Gluonband "abschnüren" (Bild unten)

Quarks sind sehr ungewöhnliche Teilchen. Sie können nicht als freie einzelne Teilchen existieren, sondern kommen lediglich in Quark-Paaren oder Quark-Tripletts vor. Diese Eigenschaft wird so erklärt, daß die Quarks drei verschiedene "Farben" als "Starke Ladung" besitzen können Die Quarks gibt es in drei völlig gleichberechtigten Varianten, die als "rot", "grün" und "blau" bezeichnet werden (Abb. links für die Up-Quarks). Die Antiquarks haben entsprechend die Antifarben "anti-rot", "anti-grün" und "anti-blau" (Abb. rechts für die Antidown Quarks).

Die starke Kraft.

In beobachtbaren Teilchen kommen sie nur in solchen Kombinationen vor, in denen sie sich zu "weiß" ergänzen. Das ist auch der Grund dafür, dass Proton und Neutron gerade aus drei Quarks aufgebaut sind, jedes mit einer anderen Farbe: Wie in der Farblehre addieren sich nämlich auch die drei Farbladungen der Quarks zu "weiß=farblos". (Daher auch der Name!)
Gluonen wirken nur zwischen den Quarks und ändern dabei deren Farben. Um jeden Wechsel zwischen zwei Farben möglich zu machen, gibt es acht verschiedenfarbige Gluonen. Im nebenstehenden Bild sind sechs mögliche Kombinationen von Antifarbe und Farbe für Gluonen dargestellt. Trifft z.B.ein rot-antigrünes Gluon auf ein grünes Quark, so heben sich die grüne und antigrüne Farbe auf, und das Quark wird rot.

Die starke Kraft wird von acht Arten von Gluonen (engl. glue = Leim) vermittelt. Gluonen sind elektrisch neutral und haben keine Ruhemasse. Die Reichweite der Gluonen liegt in der Größenordnung des Proton-Durchmessers. Die starke Kraft wirkt nur zwischen Teilchen, die Farbladung (kurz Farbe) tragen. Das Gluon selbst trägt eine Farbe und eine Antifarbe. Daher können die Gluonen auch untereinander stark wechselwirken.
Weiter auf beiden Leveln nächste Seite beide Level
Weil die Quarks Farbladungen tragen, werden zwischen ihnen ständig Gluonen ausgetauscht. Entfernen sich zwei Quarks voneinander, so verhindert die Wechselwirkung dieser Gluonen untereinander, dass die Starke Kraft mit dem Quadrat ihres Abstands abnimmt, so wie es die elektrische Kraft tut. Die Farbladung der Gluonen führt nämlich dazu, dass diese untereinander weitere Gluonen austauschen und so ein "Gluonband" zwischen den Quarks bilden. Beim Auseinanderfliegen der Quarks wird dann deren kinetische Energie in den Aufbau des Gluonfeldes zwischen ihnen gesteckt. Bei weiter steigendem Abstand übersteigt diese Energie schließlich die Ruhemasse eines Quark- Antiquark-Paares. Dann kann das Gluonband zerreißen, und in der Mitte des zerreißenden Bandes bildet sich ein Quark-Antiquark-Paar.( Dies ist übrigens auf der Titelseite dargestellt.) Ein großer Teil der kinetischen Energie des ursprünglichen Quark-Antiquark-Paares wird dabei in Masse von Quarks verwandelt, ein weiteres Beispiel für die Äquivalenz von Masse und Energie, die in der Teilchenphysik oft auftaucht. Am Ende des Prozesses haben wir eine ganze Reihe von Quarks, die sich zu farblosen Hadronen verbinden.
Als freie Teilchen existieren nur farblose Objekte.