在人們的常識裡，質子是由三個基本粒子組成的：兩個帶 + 2/3 電荷的上夸克和一個帶 - 1/3 的下夸克，但深入研究發現，質子內部其實有大量的粒子不斷地湧入和消失，像是漩渦一樣不停的流動著。
質子內流動的漩渦在表面看似乎很簡單，它們模仿了三個夸克，這使質子看上去像是由三種夸克組成。伊利諾伊州阿貢國家實驗室的核物理學家 Donald Geesaman 對此表示：“這簡直就是一個奇蹟。” 事實上，質子的內部漩渦以六種夸克的數量波動，質子是原子中心帶正電的物質粒子，但同時它也是反物質的一部分，但是這一點經常被忽視。
早在 20 年以前，物理學家便開始研究質子內部一種神秘的不對稱性，他們發現：向下的反夸克似乎明顯多於向上的反夸克。因此，Geesaman 和同事 Paul Reimer 在 20 年前便開始了一項新的實驗來調查。直到最近，這個名為 SeaQuest 的實驗終於完成了，研究小組在《自然》雜誌上介紹了最新的發現，他們詳細地測量了質子的內部反物質，發現每個上升反夸克平均有 1.4 個下降反夸克。
這些資料支援 “質子海” 的兩個理論模型：一種是 “介子云” 模型，它強調質子發射和重新吸收稱為 π 介子的粒子的趨勢；另一個模型是統計模型，即將質子視為一個充滿氣體的容器。
SeaQuest 實驗得出的質子內部反物質的資料非常有價值，特別是對於物理學家來說，他們需要在大型強子對撞機上進行實驗，如果當他們確切地知道碰撞物體中有什麼時便可以更好地透過碰撞碎片尋找新粒子或新效應的證據。
對此，阿姆斯特丹大學的 Juan Rojo 在分析大型強子對撞機資料時表示，“SeaQuest 的測量可能對尋找新的物理學產生重大影響，新的物理學目前受到我們對質子結構，特別是對內部反物質含量了解的限制。”
夸克模型從被發現到逐步完善1964 年，Murray Gell-Mann 和 George Zweig 獨立提出了一種稱為夸克的模型：質子、中子和相關的稀有粒子是由三個夸克組成的束。後來在 1970 年，斯坦福大學 SLAC 加速器的研究人員在向質子發射高速電子並看到電子從裡面的物體上彈回時，這成功地證實了夸克模型，顯然，這個模型很好地解釋了高能粒子加速器噴射出的粒子的不確定性。
但很快有出現了新的問題，費米國家加速器實驗室 SeaQuest 團隊成員 Chuck Brown 說：“當我們開始越來越多地嘗試測量這三個夸克的性質時，我們發現還有一些額外的事情在發生。”
對三個夸克動量的仔細研究表明，它們的質量僅佔質子總質量的一小部分。此外，當 SLAC 向質子發射更快的電子時，研究人員看到電子會從內部的更多物質中掠出。電子的速度越快，波長越短，這使得它們對質子的更細粒度特徵敏感，就好像它們提高了顯微鏡的解析度一樣，對此 Geesaman 表示：“據我們所知，沒有最高的解析度。” 越來越多的內部粒子被發現，似乎沒有上限。
隨著物理學家們找到夸克模型近似於量子色動力學（QCD）的真實理論，這些結果才開始變得更有意義。在 1973 年制定的 QCD 描述了自然界中 “強大的力量”，其中一種被稱為膠子的粒子連線了夸克束，膠子的 “自我交易” 現象在質子內部製造了混亂，膠子可以自由地產生、擴散並分裂成壽命極短的夸克 - 反夸克對。在宏觀上，這些間隔較近、帶相反電荷的夸克和反夸克相互抵消而沒被注意。
質子可能會在中子 -π 介子對中波動然而，膠子的 “自我交易” 現象讓 QCD 方程無法求解，因此物理學家無法計算該理論的精確預測。於是他們很快提出了許多可能的方法來解釋質子的不對稱性，其中一種便是 π 介子。自 1940 年代以來，物理學家就已經觀測到質子和中子在原子核內來回傳遞 π 介子，這有點類似於隊友互相傳籃球一樣。
在進一步的研究過程中，研究人員還觀察到它可以將 “籃球” 傳給自己，換句話說，它可以短暫地發射並重新吸收一個帶正電的 π 介子，同時變成一箇中子。對此，西雅圖大學的核理論家 Mary Alberg 表示：“如果在實驗中看到一個質子，這不一定是真實的，因為質子有可能會在這個中子 -π 介子對中波動。”
具體來講，質子會變成一箇中子和一個 π 介子（由一個上夸克和一個向下的反夸克構成）。因為這種類似於 “幻影” 的 π 介子具有向下的反夸克，所以像 Alberg、Gerald Miller 和 Tony Thomas 之類的理論家認為，“介子云” 的想法證實了質子的反夸克多餘量。
質子的總質量大部分來自流入和流出 “質子海” 的單個粒子的能量，這些粒子攜帶一系列能量。當計算攜帶更多能量的反夸克時，模型對上下夸克的比例應如何變化做出了不同的預測，於是物理學家測量了一個相關的量，稱為反夸克的動量分數。
Alberg 表示，在費米實驗室的 NuSea 實驗測量上下比率作為反夸克動量的函式時，資料表明在具有足夠動量的反夸克中，向上的夸克突然比向下的夸克更普遍。正當理論家們為此絞盡腦汁的時候，在 NuSea 工作的 Geesaman 和 Reimer 認識到邊緣的資料有時是不可靠的，於是他們開始著手建立一個可以輕鬆地探索更大的反夸克動量範圍的實驗，稱之為 SeaQuest 實驗。
面對資金短缺的問題，他們開始用廢舊零件組裝進行實驗。Reimer 說：“當時我們的座右銘是減少、再利用、再迴圈。” 他們從漢堡的一個實驗室獲得了一些舊的閃爍晶體，從洛斯阿拉莫斯國家實驗室獲得了剩餘的粒子探測器，以及哥倫比亞大學首次用於迴旋加速器的防輻射鐵板，利用 NuSea 的房間大小的磁鐵，在費米實驗室現有的質子加速器上開展新的實驗。
準備工作就緒好，他們就開始工作了。他們用質子撞擊兩個目標：一小瓶氫和一小瓶氘。當質子擊中任何目標時，它的一個價夸克有時會與目標質子或中子中的一個反夸克一起湮滅。當湮滅發生時便產生了一個 μ 介子和一個反 μ 介子，這些粒子遇到鐵板時，μ 介子可以透過，而其他無法透過，透過探測另一側的 μ 介子並重建它們原來的路徑和速度，便可以反向計算出反夸克所具有的動量分數，進而對兩個小瓶的資料進行比較即可得出質子中向下反夸克與向上反夸克的比率。
在 2019 年，Alberg 和 Miller 根據 “介子云” 的概念計算了 SeaQuest 可能會觀測到什麼，事實證明他們的預測與 SeaQuest 資料吻合得很好。Miller 認為 “介子云” 不僅解釋了質子的反物質含量，而且解釋了各種粒子的磁矩，電荷分佈和衰變時間，以及所有核的結合以及因此的存在。“π 介子在解釋原子核為什麼存在具有重要的意義。” 他說。