Uczeni badają cząstki atomowe na różne sposoby. Do tego celu służą np. akceleratory - koliste tunele, niekiedy długości wielu kilometrów, w których magnetyczne spirale przyspieszają bieg cząstek (takich jak elektrony), powodując ich zderzanie z innymi cząstkami lub atomami. Cząstki wyzwalane wskutek tych zderzeń pozostawiają ślady, które stanowią dla uczonych wskazówki co do budowy atomów i ich cząstek. Można także dokonywać pomiarów siły tych zderzeń, doprowadzając do nich w zbiorniku wody, otoczonym bardzo czułymi detektorami światła. Gdy cząstka wyrwie się z protonu, wyzwala znikomy błysk, który jednak można wyśledzić elektronicznie. Na podstawie takich doświadczeń naukowcy wywnioskowali, że same neutrony i protony składają się z jeszcze mniejszych cząstek, zwanych kwarkami.