Το γεγονός ότι όλα τα αντικείμενα αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια υπέθεσαν οι επιστήμονες της Αρχαίας Ελλάδας. Αλλά εκείνες τις μέρες δεν υπήρχε τρόπος να αποδειχθεί αυτό το γεγονός ή να το διαψεύσει. Και στην αρχαιότητα, μπορούσε κανείς μόνο να μαντέψει για τις ιδιότητες των ατόμων, με βάση τις δικές του παρατηρήσεις για διάφορες ουσίες.
Ήταν δυνατό να αποδειχθεί ότι όλες οι ουσίες αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια μόνο τον 19ο αιώνα και στη συνέχεια έμμεσα. Ταυτόχρονα, φυσικοί και χημικοί σε όλο τον κόσμο προσπαθούσαν να δημιουργήσουν μια ενοποιημένη θεωρία για τα στοιχειώδη σωματίδια, περιγράφοντας τη δομή τους και εξηγώντας διάφορες ιδιότητες, όπως το φορτίο του πυρήνα.
Οι μελέτες των μορίων, των ατόμων και της δομής τους αφιερώθηκαν στα έργα πολλών επιστημόνων. Η φυσική προχώρησε σταδιακά στη μελέτη του μικροκόσμου - στοιχειωδών σωματιδίων, των αλληλεπιδράσεων και των ιδιοτήτων τους. Οι επιστήμονες άρχισαν να αναρωτιούνται από τι αποτελείται ο ατομικός πυρήνας, προβάλλουν υποθέσεις και προσπαθούν να τις αποδείξουν, τουλάχιστον έμμεσα.
ΒΩς αποτέλεσμα, το πλανητικό μοντέλο της δομής του ατόμου, που προτάθηκε από τους Ernest Rutherford και Niels Bohr, υιοθετήθηκε ως βασική θεωρία. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, το φορτίο του πυρήνα οποιουδήποτε ατόμου είναι θετικό, ενώ αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια περιστρέφονται στις τροχιές του, καθιστώντας τελικά το άτομο ηλεκτρικά ουδέτερο. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η θεωρία επιβεβαιώθηκε επανειλημμένα από διάφορα πειράματα, ξεκινώντας από τα πειράματα ενός από τους συν-συγγραφείς της.
Η σύγχρονη πυρηνική φυσική θεωρεί τη θεωρία Rutherford-Bohr θεμελιώδη, όλες οι μελέτες των ατόμων και των στοιχείων τους βασίζονται σε αυτήν. Από την άλλη πλευρά, οι περισσότερες από τις υποθέσεις που έχουν προκύψει τα τελευταία 150 χρόνια δεν έχουν πρακτικά επιβεβαιωθεί. Αποδεικνύεται ότι η περισσότερη πυρηνική φυσική είναι θεωρητική λόγω των εξαιρετικά μικρών μεγεθών των υπό μελέτη αντικειμένων.
Φυσικά, στον σύγχρονο κόσμο, είναι πολύ πιο εύκολο να προσδιοριστεί το φορτίο του πυρήνα του αλουμινίου, για παράδειγμα (ή οποιουδήποτε άλλου στοιχείου), παρά τον 19ο αιώνα, και ακόμη περισσότερο - στην Αρχαία Ελλάδα. Κάνοντας όμως νέες ανακαλύψεις σε αυτόν τον τομέα, οι επιστήμονες μερικές φορές καταλήγουν σε εκπληκτικά συμπεράσματα. Προσπαθώντας να βρει μια λύση σε ένα πρόβλημα, η σωματιδιακή φυσική αντιμετωπίζει νέα προβλήματα και παράδοξα.
Αρχικά, η θεωρία του Rutherford λέει ότι οι χημικές ιδιότητες μιας ουσίας εξαρτώνται από το φορτίο του πυρήνα του ατόμου της και, κατά συνέπεια, από τον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται στις τροχιές της. Η σύγχρονη χημεία και φυσική επιβεβαιώνουν πλήρως αυτή την εκδοχή. Αν και η μελέτηΗ δομή των μορίων βασίστηκε αρχικά στο απλούστερο μοντέλο - ένα άτομο υδρογόνου, του οποίου το πυρηνικό φορτίο είναι 1, η θεωρία εφαρμόζεται πλήρως σε όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων σπάνιων γαιών και των ραδιενεργών ουσιών που λαμβάνονται τεχνητά στο τέλος του τελευταία χιλιετία.
Είναι περίεργο ότι πολύ πριν από την έρευνα του Rutherford, ένας Άγγλος χημικός, γιατρός στην εκπαίδευση, ο William Prout, παρατήρησε ότι το ειδικό βάρος διαφόρων ουσιών είναι πολλαπλάσιο ενός δεδομένου δείκτη υδρογόνου. Στη συνέχεια πρότεινε ότι όλα τα άλλα στοιχεία αποτελούνται απλώς από υδρογόνο σε κάποιο απλούστερο επίπεδο. Ότι, για παράδειγμα, ένα σωματίδιο αζώτου είναι 14 τέτοια ελάχιστα σωματίδια, το οξυγόνο είναι 16 κ.λπ. Αν εξετάσουμε αυτή τη θεωρία συνολικά σε μια σύγχρονη ερμηνεία, τότε σε γενικές γραμμές είναι σωστή.
