Jedným z prekvapení modernej vedy je zistenie, že atómy a častice sa nechovajú tak, ako veci, ktoré vidíme v každodennom živote. Nie sú to malé guľôčky, ktoré poskakujú okolo nás. Majú vlnové vlastnosti. Štandardný model dokáže matematicky popísať všetky vlastnosti častíc a ich interakcií, ale naša každodenná predstavivosť a intuícia nám v týchto nepatrných mierkach nie je príliš nápomocná.

Fyzici túto vlastnosť veľmi malých častíc popisujú slovíčkom "kvantový", čo znamená "rozlámaný do prírastkov alebo balíčkov". Je to preto, že niektoré vlastnosti sa dajú vyjadriť len diskrétnymi hodnotami. Napríklad môžete nájsť len taký elektrický náboj, ktorý je celočíselným násobkom elektrického náboja elektrónu (alebo 1/3 a 2/3 pre kvarky). Kvantová teória popisuje interakciu častíc.

Niektoré dôležité kvantové čísla častíc sú:

Elektrický náboj. Kvarky môžu mať 2/3, alebo 1/3 náboja elektrónu. Vytvárajú však len zložené častice, ktorých elektrický náboj je celočíselným násobkom náboja elektrónu. Všetky častice, okrem kvarkov, majú celočíselný násobok elektrického náboja elektrónu.

Farebný náboj. Kvarky majú jeden z troch farebných nábojov a gluóny jeden z ôsmych nábojov farba-antifarba. Všetky ostatné častice sú farebne neutrálne.

Chuť. Chuť rozlišuje kvarky (a samozrejme aj leptóny) jeden od druhého.

Spin. Spin je bizarná, no veľmi dôležitá fyzikálna veličina. Veľké objekty ako planéty a hracie guľôčky môžu mať moment hybnosti a magnetické pole, lebo sa otáčajú. Keďže častice majú tiež svoj vlastný moment hybnosti a slabulinké magnetické pole, fyzici túto ich vlastnosť nazývajú spinom (spin - otáčanie sa). Je to zavádzajúci výraz, pretože častice sa v skutočnosti "netočia". Spin je kvantovaná veličina s možnými hodnotami 0, 1/2, 1, 3/2 (krát Planckova konštanta, ) atď.