Протони містять два верхніх кварка і один низький кварк, тоді як нейтрони містять один верхній кварк і два нижній кварк. Ці кварки називаються «валентними» кварками, щоб протиставити їх «морським» кваркам, які постійно виникають і зникають всередині протонів і нейтронів. На відміну від нейтронів, протони стабільні.

Фізики Science Nuclear називають цю різницю «ефектом ЕМС». Кожен протон складається з три кварки, з двома викликаними кварками та одним, що називається спадним кварком. Нейтрони мають два низхідних кварки та один верхній кварк.

Протони складаються з два верхніх кварка із зарядом + 23e кожен і один нижній кварк із зарядом − 13e. Маса спокою кварків становить лише близько 1% маси протона.

На додаток до трьох валентних кварків, які визначають його основні властивості, протон складається з моря багатьох інших кварків і антикварків, а також глюонів. Останні є обмінними частинками сильної сили. Це утримує валентні кварки разом.

Кварки є елементарних частинок. Як і електрон, вони не складаються з будь-яких інших частинок. Можна сказати, що вони знаходяться на першому поверсі Стандартної моделі фізики елементарних частинок.

Фотон – це крихітна частинка, яка містить хвилі електромагнітного випромінювання. Як показав Максвелл, фотони — це просто електричні поля, що мандрують у просторі. Фотони не мають заряду, маси спокою і рухаються зі швидкістю світла.