量子色力学
クォークとグルーオンは、カラーチャージと呼ばれる量子数を持つ。カラーチャージは、光の三原色からの類推により「赤」、「緑」、「青」と呼ばれることがある。 カラーチャージを持たない状態は「白色」であるとも呼ばれる。これは SU(3) リー代数の表現を分かりやすい言葉で表したものである。クォークは SU(3) の基本表現 3(三重項)を作り、反クォークは基本表現 3(反三重項)をなす。3 は「色」の類推で言えば「補色」に対応している。グルーオンは随伴表現 8(八重項)で、「色」と「補色」を共に持つ8つの状態がある(3 × 3 から、「白色」(一重項)となる組み合わせが取り除かれる)。
カラーチャージはグルーオンと呼ぶゲージ粒子を交換することでやり取りされ、これが強い相互作用の源になっている。この相互作用はカラーチャージ間の距離が小さくなる(交換される運動量が高くなる)と弱くなるという、漸近的自由性を示す。逆に距離が大きくなると相互作用が強まり一定の力に近づく。この結果クォークを単体で取り出すことはできない。これは、現実に観測されるハドロンの状態は「白色」に限られるという、クォークの閉じ込め現象を説明する。