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  靜態夸克模型建立之後,在重子質量譜和重子磁矩方面取得了巨大成功。但是,某些由一種夸克組成的粒子的存在,如formula_5等,與物理學的基本假設廣義泡利原理矛盾。為解決這個問題,物理學家引入了顏色自由度,並且規定顏色最少有3種。這個時候顏色還只是引入的某種量子數,並沒有被認為是動力學自由度。  靜態夸克模型建立之後,經歷了十年左右的各種實驗,都沒有發現分數電荷的自旋formula_6的夸克存在,物理學家被迫接受了夸克是禁閉在強子內部的現實。然而,美國的斯坦福直線加速器中心SLAC在七十年代初進行了一系列的輕強子深度非彈性散射實驗,發現強子的結構函式具有比約肯無標度性(英語:Bjorken Scaling)。為解釋這個令人驚奇的結果,費曼由此提出了部分子模型,假設強子是由一簇自由的沒有相互作用的部分子組成的,就可以自然的解釋比約肯無標度性(英語:Bjorken Scaling)。更細緻的研究確認了部分子的自旋為formula_6,並且具有分數電荷。  部分子模型和靜態夸克模型都取得了巨大成功,但是兩個模型對強子結構的描述有嚴重的衝突,具體來講就是夸克禁閉與部分子無相互作用之間的衝突。這個問題的真正解決要等到漸近自由的發現。格婁斯,韋爾切克和休·波利策的計算表明,非阿貝爾規範場論中夸克相互作用強度隨能標的增加而減弱,部分子模型的成功正預示著存在formula_8的規範相互作用,N自然的就解釋為原先夸克模型中引入的新自由度--顏色。

  理論上,量子色動力學通過色荷定義區域性對稱性的SU(3)規範群的楊-米爾斯理論.  拉氏密度為 其中

  在反應過程有一個大的能標的時候,量子色動力學耦合常數formula_22小於1,可以將反應截面展開為formula_22的冪級數,這種處理量子色動力學的方法叫做微擾量子色動力學。  微擾量子色動力學首先被應用到輕子強子深度非彈性散射,計算輕子部分子散射過程的高階修正,成功解釋了比約肯無標度性(英語:Bjorken Scaling)因為能標的變化導致的微小破壞。這堅定了物理學家的信心,相信量子色動力學是描述強相互作用的正確理論。70到80年代微擾量子色動力學推廣到其他各種高能反應過程,如formula_24產生強子的反應,強子強子對撞產生雙輕子過程,以及強子強子對撞產生大橫動量強子的過程,所得結果與實驗在許多個數量級的層次上是符合的。  理論方面,微擾量子色動力學也有許多新的成果。為處理高階修正formula_25產生的發散(也就是高階修正在某些情況下趨近於無窮大),人們發展了QCD因子化定理,將發散吸收到普適的部分子分佈函式或者部分子碎裂函式中。人們利用計算機和符號計算軟體,將微擾量子色動力學推進到3圈的精度,也就是formula_26的修正。計算到這個精度,需要處理幾萬甚至幾十萬個費曼圖,需要用高效能運算機,更重要的是高效率高智慧的符號計算軟體。這方面的進展,是人類通過機器擴充套件自己能力極限的驚人之作。

  在低能標下,強相互作用強度很強,微擾方法就失效了,迄今還沒有切實有效的解析方法可以處理,而最為常見有效的還是通過肯尼斯·威爾遜等人提出的格點場論進行數值模擬來求解。
量子色動力學(英語:Quantum Chromodynamics,簡稱英語:QCD)是一個描述夸克、膠子之間強相互作用的標準動力學理論,它是粒子物理標準模型的一個基本組成部分。夸克是構成重子(質子、中子等)以及介子(、等)的基本單元,而膠子則傳遞夸克之間的相互作用,使它們相互結合,形成各種核子和介子,或者使它們相互分離,發生衰變等。多年來量子色動力學已經收集了龐大的實驗證據。