中学・高校で習う原子核の中には陽子と中性子があり、それらはさらにクォークからできているとされています。1970年代前半、クォークは理論上3種類（アップ、ダウン、ストレンジ）だけと考えられていましたが、電荷や質量の謎を説明しきれませんでした。リヒター（スタンフォード線形加速器センター SPEAR）とティン（ブルックヘブン AGS）は、電子陽電子衝突や陽子ビームを用いて反応生成物の質量スペクトルを精密に測定しました。その結果、質量約3.1 GeV/c²、幅が非常に狭い共鳴ピーク＝J/ψ が現れ、理論家が予言していた4番目のクォーク（チャームクォーク）の存在が裏付けられました。チャームの導入は電荷保存則や弱い相互作用の対称性についての標準模型を整合的にし、素粒子物理学の教科書を書き換える大事件となりました。この発見は「11月の革命」と呼ばれ、世界中の加速器研究へ大きな刺激を与え、後のボトム・トップの探索にもつながりました。また、医療用 PET 装置など高エネルギー検出技術の応用にも波及効果をもたらしました。

SPEAR では4.8 GeVまでエネルギー可変の e⁺e⁻ 衝突を行い、ハドロン生成断面積 R=σ(e⁺e⁻→hadrons)/σ_μμ を走査しました。E_cm≈3.097 GeV で観測された R の急峻なピーク（J/ψ）は全幅が約100 keV と非常に狭く、長い寿命と c-c̄ 閉じ込め状態を示唆しました。同時期にティンの実験グループは AGS における p-Be 衝突で μ⁺μ⁻ ペアを測定し、同一質量位置にダイミュオン共鳴を検出しました。共鳴の量子数は J^PC=1^{--} と決定され、ベクトルチャルモニウム (c\bar c) の基底状態と同定されました。Charm クォークの導入は GIM 機構を成功させ、ΔS=1 の弱崩壊抑制を自然に説明するとともに、CKM 行列の理論的枠組みを確立しました。J/ψ 発見はハドロン事象中でクォーク・パートンが観測可能な形で現れることを示し、QCD カラー結合の実在性を強固に支持しました。さらに、各種検出器（チェレンコフカウンター、シンチレーションカウンター、電磁カロリメータ）やトリガーシステムの高分解能化が進み、今日の LHC 実験の技術基盤となる契機ともなりました。チャルモニウム分光学は現在でも格子 QCD やポテンシャルモデルの検証場となり、多クォーク系の探索にも用いられています。

SPEAR における R スキャンで得られた σ_had のピークは ρ, ω, φ に比べ2桁以上大きく、Γ_tot≈93 keV、Γ_ee≈5.4 keV と解析された。ベータ関数の符号が変わる領域での narrow vector resonance は c\bar c のクーロン束縛状態(1S) としてポテンシャルモデル V(r)=−4α_s/3r+κr の予言と整合した。チャームクォーク質量 m_c≈1.5 GeV/c² は CKM 行列要素抽出と GIM 機構による FCNC 抑制の鍵パラメータである。ティンの pN→μ⁺μ⁻X 解析では後方散乱領域の背景をミニジェットトリガーで抑制し、ベクトルメソン混成仮説を排除した。J/ψ→l⁺l⁻ の分岐比測定は QED/QCD 混合ループ補正の検証に用いられ、R_{J/ψ}=Γ_tot/Γ_ll として理論値と一致した。続く ψ′, χ_c, η_c の探索は NRQCD マッチング係数抽出とカラーオクテット機構議論に決定的データを提供した。シリコン・マイクロストリップ検出器と高周波 RF バンチングの統合は後の B ファクトリー設計へ直結し、重フレーバー物理の精密測定時代を開いた。J/ψ 発見は標準模型フレーバーダイナミクス確立と QCD 有効理論の精緻化を同時に推進した歴史的マイルストーンである。