En 1964, deux physiciens américains, Murray Gell-Mann et George Zweig, ont prévu, indépendamment l'un de l'autre, l'existence des quarks, sans parvenir à la prouver. À l'aide d'un nouvel accélérateur de particules, très puissant, Taylor et ses collègues du SLAC poursuivent, à la fin des années soixante, des expériences destinées à étudier les protons en les faisant entrer en collision avec des électrons. Ils pensent que ces derniers doivent soit traverser les protons, soit rebondir, ce qui se produit tout d'abord. Puis, alors qu'ils augmentent la vitesse des électrons jusqu'à une valeur proche de celle de la lumière, ils constatent qu'un grand nombre d'entre eux rebondissent selon des angles tout à fait inattendus. Ce phénomène s'explique par la présence de particules au sein des protons. Des expériences ultérieures confirment qu'il s'agit de quarks. La découverte du quark a valu à Taylor, ainsi qu'à Henry Way Kendall et à Jerome Isaac Friedman, le prix Nobel de physique en 1990.

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