。1984年另一次諾貝爾獎頒給了卡拉·魯比亞和西蒙·範德·米爾,他們領導的小組作了此發現。只有特符夫特失去了得獎機會。
薩拉姆——溫伯格理論的成功誘使人們尋求強作用的類似的可重正化理論。人們在相當早以前就意識到,質子和諸如π介子的其他強子不能是真正的基本粒子,它們必須是其他,叫做夸克的粒子的束縛態。這些粒子似乎具有古怪的性質:雖然它們能在一顆強子內相當自由地運動,人們卻發現得不到單獨夸克自身。它們不是以三個一組地出現(如質子和中子),就是以包括夸克和反夸克的對出現(如π介子)。為了解釋這種現象,夸克被賦予一種稱作色的特徵。必須強調的是,這和我們通常的色感無關,夸克太微小了,不能用可見光看到,它僅是一個方便的名字。其思想是夸克帶有三種色——紅、綠和藍——但是任何孤立的束縛態,譬如講強子必須是無色的,要麼像是在質子中是紅、綠和藍的組合,要麼像在n介子中是紅和反紅、綠和反綠以及藍和反藍的混合。
人們假定,夸克之間的強相互作用由稱作膠子的自旋為1的粒子攜帶。膠子和攜帶弱相互作用的粒子相當相像。膠子也攜帶色,它們和夸克服從稱作量子色動力學(簡稱為QCD)的可重正化理論。重正化步驟的一個結論是,該理論的有效耦合常數依所測量的能量而定,而且在非常高的能量下減少到零。這種現象被稱作漸近自由。這表明強子中的夸克在高能碰撞時的行為幾乎和自由粒子相似,這樣它們的微擾可以用微擾理論成功地處理。微擾理論的預言在相當定性的水平上和觀測一致,但是人們仍然不能宣稱這個理論已被實驗驗證。有效耦合常數在低能下變成非常大;這時微擾理論失效。人們希望這種〃紅外束縛〃能夠解釋為何夸克總被禁閉於無色的束縛態中,但是迄今為止沒有人能真正信服地展現這一點。
在分別得到強相互作用和弱電相互作用的可重正化理論之後,人們很自然要去尋求把兩者結合起來的理論。這類理論被相當誇張地命名為〃大統一理論〃或簡稱為GUT。因為它們既非那麼偉大,也沒有完全統一,還由於它們具有一些諸如耦合常數和質量等等不確定的重正化引數,因此也不是完整的,所以這種命名是相當誤導的。儘管如此,它們也許是朝著完整統一理論的有意義的一步。它的基本思想是,雖然強相互作用的有效耦合常數在低能量下很大,但是由於漸近自由,它在高能量下逐漸減小。另一方面,雖然薩拉姆——溫伯格理論的有效耦合常數在低能量下很小,但是由於該理論不是漸近自由的,它在高能量下逐漸增大。如果人們把在低能量下的耦臺常數的增加率和減少率向高能量方向延伸的話,就會發現這兩個耦合常數在大約10↑15吉電子伏能量左右變成相等。(一吉電子伏即是十億電子伏。這大約是一顆氫原子完全轉變成能量時所釋放出的能量。作為比較,在像燃燒這樣的化學反應中釋放出的能量只具有每原子一電子伏的數量級。)大統一理論提出,在比這個更高的能量下,強相互作用就和弱電相互作用相統下,但是在更低的能量下存在自發對稱破缺。
10↑15吉電子伏能量遠遠超過目前的任何實驗裝置的範圍。當代的粒子加速器能產生大約10吉電子伏的質心能量,而下一代會產生100吉電子伏左右。這對於研究根據薩拉姆——溫伯格理論電磁力應和弱力統一的能量範圍將是足夠的,但是它還遠遠低於實現弱電相互作用和強相互作用被預言的統一的能量。儘管如此,在實驗室中仍能檢驗大統一理論的一些低能下的預言。例如,理論預言質子不應是完全穩定的,它必須以大約10↑31年的壽命衰減。現在這個壽命的實驗的低限為10↑30年,這應該可以得到改善。
另一個可觀測的預言是宇宙中的重子光子比率。物理定律似乎對粒子和反粒子一視同仁。更準確地講,如果粒子用反粒子來替換,右手用左手來替換,以及所有粒子的速度都反向,則物理定律不變。這被稱作CPT定理,並且它是在任何合理的理論中都應該成立的基本假設的一個推論。然而地球,其實整個太陽系都是由質子和中子構成,而沒有任何反質子或者反中子。的確,這種粒子和反粒子間的不平衡正是我們存在的另一個先決條件。因為如果太陽系由等量的粒子和反粒子所構成,它們會相互湮滅殆盡,而只遺留下輻射。我們可以從從未觀測到這種湮滅輻射的證據得出結論,我們的星系完全是由粒子而不是由反粒子組成的。我們沒有其他星系的直接證據,但是它們似乎很可能是由粒子構成的,而且在整個宇宙中存在粒子比反粒子的大約每10↑8