มนุษย์มีแนวคิดในเรื่องการค้นหาอนุภาคมูลฐานมาแต่อดีต

อริสโตเติลเชื่อว่า ทุกสิ่งในเอกภพประกอบขึ้นจากธาตุพื้นฐาน 4 ชนิด คือ ดิน น้ำ ไฟ ลม โดยอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงพื้นฐาน 2 ชนิด คือแรงโน้มถ่วง (Gravity) ซึ่งทำให้ดินและน้ำจมลง และแรงลอยตัว (Levity) ซึ่งทำให้ลมและไฟลอยตัว แนวคิดของอริสโตเติลยังเชื่ออีกว่า เราสามารถตัดวัตถุออกเป็นสองส่วน เล็กลงไปได้เรื่อย ๆ โดยไม่มีที่สิ้นสุด และไม่มีทางพบองค์ประกอบที่เล็กที่สุดของสสารที่ไม่สามารถตัดแบ่งได้

อย่างไรก็ตาม นักปราชญ์ชาวกรีกบางคน เช่น เดโมครีตุส (Democritus) เชื่อว่าสสารประกอบไปด้วยองค์ประกอบพื้นฐาน และเรียกมันว่า อะตอม (คำว่า อะตอมในภาษากรีก มีความหมายว่า แบ่งแยกไม่ได้) ทั้ง 2 หลักการ เป็นที่ถกเถียงกันมาอีกหลายร้อยปีโดยไม่มีข้อยุติ

หลักฐานชิ้นสำคัญที่สนับสนุนว่า อนุภาคพื้นฐานของสสารคืออะตอมนั้น ถูกเสนอโดยไอน์สไตน์ หลังจากที่เขาค้นพบการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติของผงฝุ่นขนาดจิ๋วในของเหลวบางชนิด นั่นเป็นเพราะอะตอมของของเหลวชนกับฝุ่นผง

ในปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า อะตอมยังประกอบไปด้วยอนุภาคที่เล็กลงไปอีก ได้แก่ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยมีลักษณะโครงสร้างคือ โปรตอนและนิวตรอนเป็นแกนกลาง มีอิเล็กตรอนโคจรอยู่โดยรอบ อย่างไรก็ตาม แต่นี่ยังไม่ใช่อนุภาคพื้นฐานที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบ

จากการทดลองยิงโปรตอนพุ่งชนโปรตอนตัวอื่น ๆ หรืออิเล็กตรอนด้วยความเร็วสูง พบว่ายังมีอนุภาคเล็กจิ๋วที่ประกอบอยู่ภายในโปรตอน อนุภาคเหล่านี้ถูกตั้งชื่อว่า “ควาร์ก (Quark)” โดย เมอร์เลย์ เจล-แมน(Merray Gell-Mann) ในตอนแรกเขาค้นพบควาร์กเพียง 3 ตัว แต่จนปัจจุบันมีการค้นพบควาร์กแล้ว 6 ตัว มีชื่อเรียกว่า up, down, strange, charmed, bottom และ top

โปรตอนประกอบไปด้วย up 2 ตัว และ down 1 ตัว นิวตรอนประกอบด้วย down 2 ตัว และ up 1 ตัว ส่วนควาร์กตัวอื่น ๆ อาจนำมาสร้างอนุภาคได้ แต่มันมีมวลสูงและสลายตัวอย่างรวดเร็ว

มาถึงตรงนี้ ผู้อ่านอาจเกิดคำถามแล้วว่า อะไรคืออนุภาคพื้นฐานที่แท้จริง

กลศาสตร์ควอนตัมบอกเราว่า อนุภาคทุกชนิดแท้จริงแล้วก็เป็นคลื่น ยิ่งอนุภาคมีพลังงานสูง ความยาวคลื่นก็ยิ่งสั้นลงไปด้วย และยิ่งความยาวคลื่นสั้นมากเท่าไร เรายิ่งสามารถค้นพบอนุภาคที่เล็กลงไปได้อีกเท่านั้น

ในยุคศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ใช้พลังงานจากอนุภาคได้ต่ำ เนื่องจากเป็นพลังงานจากปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผา ดังนั้น จึงเชื่อกันว่าอะตอมคือ องค์ประกอบที่เล็กที่สุด แต่เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้การใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสร้างพลังงานได้มากกว่าปฏิกิริยาเคมีหลายพันล้านเท่า จึงสามารถค้นพบควาร์กได้นั่นเอง
 

ไม่แน่ว่าในอนาคตถ้าหากสามารถสร้างพลังงานได้สูงขึ้นไปอีก ก็อาจค้นพบอนุภาคที่เล็กจิ๋วลงไปกว่า "ควาร์ก" อีกก็เป็นได้ ทั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์เองก็มีหลักฐานที่ทำให้เชื่อได้ว่า เราเข้าใกล้การค้นพบอนุภาคที่เล็กที่สุดได้แล้วเช่นกัน