Kuantum renk dinamiği
Tarihsel gelişim

Kabarcık odası (bubble chamber) ve kıvılcım odasının (spark chamber) 1950'lerde icat edilmesi ile birlikte deneysel olarak parçacık fiziğinde birçok hadron olarak isimlendirilen parçacık bulunmuştur. Gözlemlenen parçacık sayısının çokluğu hadronların tamamının temel parçacık olamayacağı düşüncesini doğurmuştur. Öncelikle Eugene Wigner ve Werner Heisenberg tarafından parçacıklar yük ve izospin düşünülerek sınıflandırılmıştır. Sonra, 1953'te, acayiplik (strangeness) özelliğine göre Murray Gell-Mann ve Kazuhiko Nishijima tarafından sınıflandırılmıştır. Sezgisel algıyı artırmak için hadronlar benzer özelliklerine ve kütlelerine göre sekiz katlı olarak 1961'de Gell-Mann ve Yuval Ne'eman tarafından sınıflandırılmıştır. Gell-Mann ve George Zweig Shoichi Skata'nın yaklaşımını düzelterek 1963'te bu sınıflandırmaların yapısının üç farklı çeşni ile tanımlanabilecek hadronlardan daha küçük olan kuarklarla açıklanabildiğini göstermişlerdir.
Kuarkların farklı bir kuantum sayısına daha sahip olabileceklerine dair ilk düşünce Boris Struminsky'nin üç acayip (strange) kuarktan oluşan  \Omega ^{-} (sss) üzerine olan bir önyayınında kısa bir dipnot şeklinde yazılmıştır. Bu parçacık üç acayip (s) kuarktan oluşmuştur ve spinleri aynı yöndedir. Ama bu durum kuantumun önemli ilkelerinden biri olan Pauli'nin dışlanma ilkesine terstir. Bu dipnot şu şekildedir:
Three identical quarks cannot form an antisymmetric S-state. In order to realize an antisymmetric orbital S-state, it is necessary for the quark to have an additional quantum number.
(Üç aynı kuark antisimmetrik S-durumunu oluşturamazlar. Bu antisimmetrik S-durumunun oluşturulabilmesi için kuarkların farklı bir kuantum sayısına sahip olması lazım.)
— B. V. Struminsky, Magnetic moments of barions in the quark model, JINR-Preprint P-1939, Dubna, Submitted on January 7, 1965
Nikolay Bogolgov doktora öğrencisi olan Boris Struminsky'ye bahsedilen araştırmayı yapmayı önermişti. 1965'te Nikolay Bogolyubov, Boris Struminsky ve Albert Tavchelidze kuarkların bahsedilen kuantum serbestlik dereceleri üzerine yeni bir önyayın yaptılar. Bu çalışma Tavchelidze tarafından diğer çalıma arkadaşlarının iznini almadan Mayıs 1965'te Trieste'de (İtalya) düzenlenen uluslararası bir konferansta sunulmuştur.
\Omega ^{-}'ye benzer ilginç bir durum üç tane paralel spin yönelime sahip yukarı (up) kuarktan oluşan  \Delta ^{++} baryonu (uuu) için de gözlemlenmiştir. 1965'te Moo-Young Han kendisinden bağımsız çalışan Yoichiro Nambu ve Oscar W. Greenberg ile birlikte bu sorunu yaklaşık olarak eşzamanlı bir şekilde kuarkların diğer kuantum mekaniksel parçacıklara göre fazladan bir kuantum sayısına sahip olduklarını söyleyerek çözmüşlerdir. Bu kuarkların yeni kuantum sayısı SU(3) ayar takımında renkyükü şeklinde adlandırılan yeni bir serbestlik derecesine karşılık gelmektedir. Han ve Nambu kuarkların kendi aralarında gluon denen ve sekizil yöney ayar bozonları (vector gauge boson) aracılığı ile etkileşebileceğini de söylemişlerdir.
Serbest kuark araştırmaları sürekli olarak başarısızlıkla sonuçlandığı için ve o zamana kadar temel parçacık serbest bir şekilde gözlemlenebilir ve yalıtılabilir şeklinde tanımlandığından dolayı Gell-Mann sıklıkla kuarkların cebirsel yapılar tanımına da gerçek parçacıklar sınıfına da uygun olmadığını söylemiştir. Gell-Mann'ın söylediği "kuarklar hapsolmuştur fakat güçlü etkileşim de kuantum alanlar kuramı şeklinde tam olarak ifade edilmeyebilir" cümlesiyle de anlatılabilir. Kuarkların hadronlar içinde hapsolması onları o zamanın temel parçacık tanımına dahil edilememesi ve güçlü etkileşimin tam olarak cebirsel bir kuramla anlaşılamaması durumu Gell-Mann'a bunları söyletmiştir.
Richard Feynman yüksek enerji deneylerinin kuarkların gerçek parçacıklar olduğunu gösterdiğini söylemiştir ve kuarkları partonlar şeklinde isimlendirmiştir. (Kuarklar hadronların parçaları olduğu için bu şekilde isimlendirme yapmıştır.) Feynman'ın parçacık tanımına göre temel parçacıklar bir yolu takip edebilen parçacıklardır.
Feynman'ın ve Gell-Mann'ın yaklaşımları arasındaki fark kuramsal fizikçiler arasında derin bir ayrımla sonuçlanmıştır. Feynman kuarkların kuantum mekaniğindeki diğer parçacıklar gibi momentum ve konum dağılımına sahip olduğunu düşünmüştür ve (doğru bir şekilde) parton momentumunun yayılmasının kırınımsal saçılma ile açıklanabileceğine inanmıştır. Diğer taraftan Gell-Mann belirli kuark yüklerinin yerinin belirlenebileceğine inanmış ve kuarkların yerinin uzay zaman kırılmasından dolayı yerlerinin belirlenemeyeceği olasılığına da uzak kalmamıştır. Bu düşünce S-dizey kuramından daha aşırı bir yaklaşımdır.
James Bjorken noktasal parçacık şeklindeki partonların elektronların protonlarla yaptıkları esnek olmayan çarpışmalarında etkisini göstereceğini söylemiştir ve bu tartışmalı bir şekilde 1969'da SLAC deneylerinde doğrulanmıştır. Bu sonuç fizikçilerin güçlü etkileşim için S-dizeyi yaklaşımını bırakmalarıyla sonuçlanmıştır.
David Gross, David Politzer ve Frank Wilczek tarafından güçlü etkileşmede asimtotik özgürlüğün keşfi birçok yüksek enerji deneyinde kuantum alanlar kuramının tedirgileme kuramı (perturbasyon kuramı) tekniğini kullanarak çok hassas öngörüler yapmasına olanak sağlamıştır. Gluonlara dair delil 1979'da PETRA'daki üç jet olayında gözlemlenmiştir. Bu deneyler gittikçe hassaslaşmıştır ve şu anki(2011) en hassas haline tedirgenmeli KRD'nin (perturbative QCD) doğrulanmasında yüzde birkaçlık oranla CERN'in LEP kısmında ulaşmıştır.
Asimtotik özgürlüğün diğer tarafında renkhapsi bulunmaktadır. Renkyükleri arasındaki kuvvet uzaklıkla düşmediği için kuarkların ve gluonların hadronlardan ayrıştırılamayacağına inanılmaktadır. Kuramın bu yönü örgü KRD hesaplamaları ile doğrulanmıştır. Ama bu doğrulama cebirsel olarak yapılamamıştır. Clay matematik enstitüsü tarafından duyurulan Milenyum ödüllü sorunlardan biri de bu doğrulamadır. Tedirgemeli olmayan (non-perturbative) KRD'nin diğer çalışılan konuları kuark-gluon plazmanın da dahil olduğu kuark maddesinin halleridir.