Eine der grossen Überraschungen der modernen Wissenschaft war die Entdeckung, dass Atome und subatomare Teilchen sich nicht wie die Objekte verhalten, die wir im Alltag antreffen. Es sind nicht einfach kleine Bällchen, die herumüpfen; sie haben auch die Eigenschaften von Wellen. Das Standard Modell kann die Eigenschaften und Wechselwirkungen dieser Teilchen mathematisch beschreiben, aber unsere Alltagsvorstellungen helfen uns auf dieser winzigen Längenskala wenig..

Wenn Physiker sehr kleine Teilchen beschreiben, so gebrauchen den Ausdruck "Quant," was soviel wie "aufgeteilt in Stücke oder Pakete" bedeutet. Das ist deshalb so, weil gewisse Eigenschaften dieser Objekte nur diskrete Werte annehmen können. So kann man z.B. elektrische Ladungen nur in ganzzahligen Vielfachen der Ladung des Elektrons finden (oder als Ausnahme 1/3 und 2/3 bei Quarks). Quantenmechanik beschreibt Teilchen Wechselwirkungen.

Einige der wichtigsten Quantenzahlen von Teilchen sind:

Elektrische Ladung. Quarks mögen zwar 2/3 oder 1/3 der Ladung eines Elektrons haben, aber sie bilden immer zusammengesetzte Teilchen mit ganzzahliger Elektronenladung. Daher haben alle Teilchen - ausser den Quarks - ganzzahlige Vielfache der Elektronenladung.

Farbladung. Ein Quark trägt eine von drei Farbladungen und ein Gluon eine von acht Farb-Antifarbladungen. Alle anderen Teilchen sind farbneutral.

Flavor. Flavor unterscheidet Quarks (und Leptonen) voneinander.

Spin. Spin ist eine bizzarre aber wichtige physikalische Grösse. Grosse Objekte wie Planeten oder Murmeln können ein Drehmoment und eventuell - infolge ihrer Rotation - ein magnetisches Feld haben. Weil Teilchen scheinbar auch ein eigenes Drehmoment und winzige magnetische Momente besitzen, haben Physiker diese Teilcheneigenschaft "Spin" genannt. Das ist ein irreführender Ausdruck, denn die Teilchen rotieren nicht wirklich. Spin ist quantisiert und wird in Einheiten von 0, 1/2, 1, 3/2 ... (mal der Planck'schen Konstante gemessen ).