Atomların varlığı varsayımı gerçekten çok eskilere dayanır."Maddeyi durmadan bölersek, bu işin sonunda nereye varılır?" sorusuna bir cevap getirmek çabasıyla üretilmiş varsayımlardan biridir bu.Yüzyıllar boyunca pek çok düşünür ve bilim adamı tarafından basit, ama olgunlaşmamış kuramlar önerilmiştir.Ama sorun oldukça karmaşıktı, ancak yavaş yavaş ve giderek aydınlanabildi.
Kısası, deneyler ve aklı yürütmeyle şu sonuca varıldı:Dünya üzerinde egemen olan koşullar altında cisimlerin büyük çoğunluğu, görece kararlı moleküllerden oluşur;hidrojenden uranyuma, kütleleri 1’den 240’a kadar değişen yüz kadar farklı atom vardır.En azından iki atomun (benzer veya farklı) aralarında bağ kurabilme yatkınlığı sayesinde birleşmesi, moleküllerin ve kristallerin olağanüstü çeşitliliğini doğurur.
Moleküllerin bileşimi ve tepkimelerin incelenmesi, kimyanın konusuna girer.100 kadar farklı atom bile (bunların varlıkları ancak 1900’lü yılların sonlarında kabul edilmiştir) göze çok görünmektedir.Atomların, yapı değiştirmesine dayalı olarak ortaya çıkan radyoaktifliğin incelenmesi ve ısıtıldıklarında ışık yayma özelliklerinin ortaya çıkarılması, atomların da en basit ve en temel cisimler olmadığını ortaya koymuştur.Bunların içinde, hepsi birbirinin aynı ve negatif elektrik yükü taşıyan hafif parçacıklar olan elektronlar ile, çok daha ağır ve pozitif yüklü bir çekirdek yer almaktadır.Her çekirdek tipi bir elemente özgüdür ve atom kütlesinin nerdeyse tümünü içerir
1911’de Rutherfod’un gerçekleştirdiği bir deney, birçok başka fizik deneyine model olmuştur.Bu deney, ağır çekirdeğin atom içinde işgal ettiği hacmin, çekirdeğin elektriksel çekim kuvveti altında sürekli olarak hareket eden hafif elektronların kapladığı hacimden çok daha küçük olduğunu göstermiştir.O zamandan beri atomlar,merkezdeki bir çekirdek çevresinde dolanan elektronlardan oluşan çok küçük Güneş sistemleri olarak kabul edilir olmuştur.
Elektronlarla çekirdek arasında sürekli etkiyen bir çekim kuvvetinin mevcudiyetine karşılık, neden elektronların çekirdeğe yapışmadığını açıklamaya yönelik çabalar sonucunda Bohr atomu modeli ortaya çıktı.Bu modelde ve gezegenlerde olduğunun tersine, elektronların ancak bazı özel yörüngeleri işgal edebileceği kabul edilmek zorunda kalındı.Bu durum nedeniyle geliştirilmiş olan kuvantum fiziği, atom ve çekirdek ölçeğindeki olaylarla parçacıklar fiziğinde geçerli olan çok daha küçük ölçeklerdeki olayları tanımlamakta yararlanılan kavramsal çerçeveyi sağlar.
En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran onlarca elektron, atomun içinde çok karışık bir trafik yaratır. Burada dikkat çeken en önemli nokta, çekirdeği elektrik yükünden oluşan bir zırh gibi kuşatan bu elektronların atomun içinde en ufak bir kazaya yol açmamalarıdır. Üstelik atomun içinde yaşanacak en ufak bir kaza atom için felaket olabilir. Ama böyle bir kaza asla gerçekleşmez; tüm işleyiş mükemmel bir düzen ve kusursuz bir sistem içinde devam eder. Çekirdeğin çevresinde saniyede 1.000 km. gibi akıl almaz bir hızla hiç durmadan dönen elektronlar, birbirleriyle bir kez bile çarpışmazlar.

ÇEKİRDEK:
Çok küçük bir hacim içindeki çekirdek, atomun A kütlesinin büyük kısmını oluşturur ve bu çekirdeğinZ elektrik yükü, elektronların sayısıZ’yi, yani atomun kimyasal türünü belirler.1920 yılına kadar bilinen yegane parçacıklar, proton ve elektron olduğu için, çekirdeğin A sayıda protondan oluştuğunu, bunlardan bazılarının elektronlar tarafından (çevredeki dış elektronlardan farklı olan elektronlar) nötrleştirildiğini öne sürmek doğaldı, ama bu elektronların çekirdek içinde nasıl saklandıklarını anlamak da hayli zordu.Rutherford nötr parçacıklar (nötronlar) önermişti, bunların kütlesi protonun kütlesine yakın olmalıydı;ancak 1932 yılında Chadwick, nötronu tam anlamıyla kanıtladı:çekirdek içindeelektron yoktu.
Çekirdeklerle elektronlar arasında var olan elektriksel kuvvetleri açıklamak için tasarlanan kuvantum elektrodinamiği, bu kuvvetlerin fotonların alışverişiyle, yani sıfır kütleli elektromanyetik dalgalar olan ışık parçacıklarının değişimiyle aktarıldığını ortaya koyuyordu.
Bu kuramdan yararlanan ve çekirdeklerin çok küçük boyutlu parçacıklar olmasını hesaba katan Yukava, nükleonlar arasında gerçekleşen haberci bir parçacık, yani mezon alışverişi sonucunda, kısa mesafelerde etkiyen güçlü bir kuvvetin (veya etkileşimin) ortaya çıktığını öne sürdü ve mezonun kütlesini hesapladı.Bugün pion denen bu mezon, 1947 yılında kozmik ışın etkileşimi sırasında tanındı.Bu buluş çekirdeğin "mezon" kuramını doğruluyordu.
Ama bu kuram, çekirdeklerin bütün özelliklerinin tanımlanması için yeterli değildi:mesela biçim, kararlılık koşulları, çarpışmalar vb. gibi özellikler.Bütün bu sorular, her zaman çok canlı bir bilim dalı olan çekirdek fiziğinin (nükleer fizik) konusunu oluşturmaktadır.