Jedno od iznenađenja savremene nauke je da se atomi i subatomske čestice ne ponašaju na način koji vidimo u svakodnevnom životu. Subatomske čestice nisu male lopte koje odskakuju, već imaju talasne osobine. Teorija Standardnog modela je u stanju da matematički opiše sve osobne i interakcije ovih čestica, ali ponašanje na ovako maloj skali ne možemo da shvatimo sa našom svakodnevnom intuicijom.

Fizičari koriste reč "kvantum", koja znači "razbijen na priraštaje ili pakete" da bi opisali fiziku vrlo malih čestica. To je zato što određene karakteristike čestica mogu imati samo diskretne vrednosti. Na primer, nalazimo naelektrisanja koja su samo celeobrojni umnožci naelektrisanja elektrona (ili 1/3 i 2/3 za kvarkove). Kvantna mehanika opisuje interakcije između čestica.

Nekoliko važnih kvantnih brojeva čestica su:

Naelektrisanje (električni naboj). Kvarkovi mogu imati 2/3 or 1/3 naelektrisanja elektrona, ali oni formiraju složene čestice sa celobrojnim naelektrisanjem.

Naboj boje. Kvark nosi jedan od tri naboja boje, dok gluon nosi jedan od osam naboja boja-antiboja. Sve ostale čestice su neutralne po boji (bezbojne).

Aromat. Kvarkovi i leptoni se međusobno razlikuju po aromatu.


Spin. Spin je neobična ali važna fizička veličina. Veliki objekti kao što su planete ili klikeri mogu imati angularni moment i magnetno polje zbog svoje rotacije (engl. spina). Pošto izgleda da i čestice imaju sopstveni angularni moment i male magnetne momente, fizičari ih nazivaju spinom. Ovo je pogrešan termin pošto čestice u stvari ne "rotiraju" oko ose. Spin je kvantovan u jedinicama od 0,1/2, 1, 3/2...(puta Plankova konstanta, ).