পদার্থ
১৯শ শতকের শেষে ও ২০শ শতকের প্রারম্ভে এসে বিজ্ঞানীরা পদার্থ সম্পর্কে আরও গভীর উপলব্ধি লাভ করেন। ১৮৬৯ সালে দিমিত্রি মেন্দেলিয়েভ সেসময় জ্ঞাত সমস্ত মৌলিক পদার্থকে তাদের সাধারণ ধর্মের ভিত্তিতে একটি পর্যায় সারণিতে শ্রেণীবিন্যস্ত করে। ১৮৯৭ সালে জোসেফ জন টমসন ইলেকট্রন আবিষ্কার করেন এবং ১৯০৩ সালে তিনি তার “কিশমিশের পুডিং” নামের পরমাণু আদলটি প্রস্তাব করেন, যেখানে ধনাত্মক আধানের পরমাণুর মধ্যে ঋণাত্মক ইলেকট্রনগুলি গ্রথিত থাকে। একই বছরে জাপানি পদার্থবিজ্ঞানী হানতারো নাগাওকা পরমাণুর "শনিগ্রহ আদল" প্রস্তাব করেন যেখানে একটি পরমাণু কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াসের চারদিকে বলয়ের মত বহু ইলেকট্রন ঘুরছে। ১৯১১ সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ড পরমাণুর কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াস পরীক্ষাগারে শনাক্ত করেন। ১৯১৩ সালে নিলস বোর পরমাণুর যে আদল প্রস্তাব করেন তাতে ইলেকট্রনগুলি একাধিক কোয়ান্টাম সংখ্যা দ্বারা সংজ্ঞায়িত বিভিন্ন নির্দিষ্ট কক্ষপথে পরমাণুকেন্দ্র বা নিউক্লিয়াসকে আবর্তন করে।
আণবিক নিউক্লিয়াস
পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের উপাদান এবং এই উপাদানগুলো যে বলের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যুক্ত থাকে তার অধ্যয়ন ও উপলব্ধি পদার্থ বিজ্ঞানের যে শাখায় আলোচনা করা হয়, তাকে বলে।
আর্নেস্ট রাদারফোর্ড ১৯১১ সালে নিউক্লিয়াস আবিষ্কার করেন থমসনের পারমাণবিক প্লাম পুডিং মডেলের যথার্থতা নিরূপণ কালে। তবে এর আগেই জে.জে থমসন কর্তৃক ইলেকট্রন আবিষ্কৃত হয় এবং থমসন প্রস্তাব করেন - সার্বিকভাবে পরমানু আধান নিরপেক্ষ হলেও পরমানুর কোথায়ও না কোথাও ধনাত্মক আধানও বিদ্যমান। থমসন ধারনা করেন ধনাত্মক আধানের বলয়ের চারদিকে ঋণাত্মক আধান বিশিষ্ট ইলেকট্রন বিক্ষিপ্তভাবে ছড়ানো থাকে। পরবর্তীতে অর্নেস্ট রাদারফোর্ড ও তার গবেষণা সহায়ক হ্যান্স জেইজার এবং অর্নেস্ট মার্সডেনের সহায়তায় পাতলা ধাতুর পাতের দিকে ধাবিত আলফা কণার (হিলিয়াম নিউক্লিয়াস) পথ বিচ্যুতি ঘটনা পরিলক্ষিত করেন। লক্ষ করে দেখা যায় যৎসামান্য পথবিচ্যুতি হয়ে ধনাত্মক আধান বিশিষ্ট আলফা কণা ধাতব পাত ভেদ করে চলে যায়। তবে আশ্চর্যের বিষয় এই যে, অনেকগুলো কণা খুব বেশী কোণে বিচ্যুতি হয়ে যায়। ইলেকট্রনের চেয়ে প্রায় ৮০০০ গুণ ভারী এবং দ্রুতগামী আলফা কণার এরূপ বিচ্যুতি কারণ পরমানুস্থ শক্তিশালী বল। তিনি অনুভব করলেন, প্লাম পুডিং মডেল যথাযথ হতে পারে না। কেবল যদি ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আধান একে অপরের থেকে আলাদা এবং সেই সাথে পরমানুর সমস্ত ভর এর ধনাত্মক আধানে কেন্দ্রভূত থাকে তবেই আলফা কণার বিচ্যুতি ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। এই পরীক্ষা থেকে প্রমাণিত হয়ে যে, নিউক্লিয়াস ভারী ও ধনাত্মক আধান বিশিষ্ট ঘনত্বপূর্ণ কেন্দ্র।