आधुनिक भौतिकी
सन् 1932 में न्यूट्रॉन की खोज की गई जो प्रोट्रॉन से कुछ भारी और एक अनावेशित मूल कण है। अब यह माना जाता है कि न्यूक्लियस के भीतर न्यूट्रॉन तथा प्रोट्रॉन दोनो होते हैं। हल्के तत्वों में न्यूट्रॉन तथा प्रोट्रोनों का अनुपात आधे का होता है और भारी तत्वों के न्यूक्लियस में न्यूट्रॉनों की संख्या प्रोटॉनों की संख्या से ज्यादा होती है। चूँकि परमाणु में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है। परमाणु की गति का अध्ययन कर यह सिद्ध किया कि एक ही तत्व के परमाणुओं के द्रव्यमान भी एक दूसरे से भिन्नता रख सकते हैं। इन विभिन्न द्रव्यमानों के परमाणुओं को समस्थानिक (Isotope) कहा जाता है ऐल्फा रेडियोऐक्टिवता में न्यूक्लियस से आयनित हिलियम परमाणु का उतसर्जन होता है। इसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं और इसके ऐल्फा कण कहते है। न्यूक्लियस में जब एक न्यूट्रॉन प्रोट्रॉन में, या एक प्रोट्रॉन न्यूट्रॉन में, रूपांतरित होता है, तो एक इलेक्ट्रॉन (या पॉजिट्रॉन) और एक न्यूट्रिनो की उत्पत्ति होती है। यही बीटा रेडियोऐक्टिवता कहलाती है। न्यूट्रिनो एक अनावेशित एवं इलेक्ट्रॉन से भी काफी हल्का (लगभग शून्य द्रवमान का) मूल कण है, जो बहुत समय तक वैज्ञानिकों के प्रेक्षण से बचा रहा। इसका पता सर्वप्रथम 1953 ई0 में लगा। न्यूक्लियस की उत्तेजित अवस्था में जब परिवर्तन होता है, तो गामा किरणें निकलती हैं, जो एक्सकिरण के समान पर उनसे अधिक ऊर्जावली, विद्युच्चुंबकीय तरंगें हैं। आवेशित कणों की ऊर्जा बढ़ाने के लिये वैज्ञानिको ने यंत्रों का निर्माण किया, जो त्वरक (accelerator) कहलाते हैं। अधिक ऊर्जा वाले इन कणों की सहायता से न्यूक्लीय अभिक्रियाओं का और मूल कणों की उत्पत्ति एवं उनके गुणधर्मो का अध्ययन किया जाता है। कुछ प्रमुख त्वरक साइक्लोट्रॉन, बीटाट्रॉन तथा सिंकोट्रॉन हैं।
विलियम पार्सन्स, रोसे के तीसरे अर्ल
रॉस के नेबुलर शोध का एक मुख्य घटक नेबुलर परिकल्पना को हल करने का उनका प्रयास था, जिसने यह माना कि ग्रहों और सितारों का निर्माण गैसीय नेबुला पर प्रभाव डालने वाले गुरुत्वाकर्षण द्वारा किया गया था। रोस खुद यह नहीं मानते थे कि नेबुला वास्तव में गैसीय थे, बल्कि यह तर्क देते हुए कि वे इतने महीन तारों से बने थे कि अधिकांश दूरबीनें उन्हें व्यक्तिगत रूप से देख नहीं सकती थीं (अर्थात, वह नेबुला को प्रकृति में तारकीय मानते थे)। 1845 में रॉसे और उनके तकनीशियनों ने लेविथान का उपयोग करते हुए ओरियन नेबुला को अपने अलग-अलग सितारों में देखने का दावा किया, एक ऐसा दावा जिसमें काफी ब्रह्माण्ड संबंधी और यहां तक कि दार्शनिक प्रभाव भी थे, क्योंकि उस समय ब्रह्मांड "विकसित" था या नहीं, इस पर काफी बहस हुई थी। (एक पूर्व-डार्विनियन अर्थ में), एक अवधारणा जिसे नेबुलर परिकल्पना का समर्थन किया और जिसके साथ रॉस दृढ़ता से असहमत थे। इसमें रॉस के प्राथमिक प्रतिद्वंद्वी जॉन हर्शल थे, जिन्होंने यह दावा करने के लिए अपने स्वयं के उपकरणों का इस्तेमाल किया कि ओरियन नेबुला एक "सच्चा" नेबुला (यानी गैसीय, तारकीय नहीं) था, और रॉस के उपकरणों को त्रुटिपूर्ण के रूप में छूट दी (एक आलोचना रॉस ने हर्शल के अपने बारे में वापस लौटा दी)। आखिरकार, न तो आदमी (न ही दूरबीन) प्रश्न को हल करने के लिए पर्याप्त वैज्ञानिक परिणाम स्थापित कर सके (निहारिका की गैसीय प्रकृति के लिए ठोस सबूत बाद में विलियम हगिन्स के स्पेक्ट्रोस्कोपिक साक्ष्य से विकसित किए गए, हालांकि यह दार्शनिक मुद्दों को तुरंत हल नहीं कर पाए थे।)