Когда-то атомы считались неделимыми, но теперь мы знаем, что они состоят из электронов, протонов и нейтронов.
Электрон с массой 911 10 -31 кг на сегодняшний день является самой легкой частицей, имеет отрицательный заряд и слишком мал, чтобы его можно было измерить известными в настоящее время методами. До открытия массы нейтрино это была самая легкая частица с положительной измеренной массой покоя. В нормальных условиях электроны связаны с положительно заряженным ядром притяжением, возникающим из-за противоположного электрического заряда. Если у атома больше или меньше электронов, чем его атомный номер , он становится в целом отрицательно или положительно заряженным; мы называем заряженный атом ионом .
Протоны имеют положительный заряд и массу в 1836 раз больше, чем у электрона ( 16 726 10 -27 кг ). Число протонов в атоме обозначается его атомным номером. Протоны были известны с начала 20 века, когда Эрнест Резерфорд обнаружил, что при бомбардировке азотом альфа-частиц излучается частица, аналогичная по свойствам ядру водорода . В публикации 1920 года он определил ядро водорода как субатомную частицу и назвал его протоном.
Нейтроны не имеют электрического заряда и имеют массу 16 749 10 -27 кг , что в 1839 раз больше массы электрона. Это делает их самыми массивными из трех субатомных частиц, но энергия связи ядра может уменьшить их массу. Нейтроны и протоны, вместе называемые нуклонами , имеют схожие размеры, примерно 25 10 -15 м (хотя «поверхность» этих частиц не может быть точно определена). Нейтрон был открыт английским физиком Джеймсом Чедвиком в 1932 году.
В стандартной модели физики электроны — это реальные элементарные частицы без внутренней структуры, а протоны и нейтроны состоят из кварковых элементарных частиц . В атомах есть два типа кварков, каждый с каждой частью электрического заряда.
Кварки удерживаются вместе сильной ядерной силой или. сильное глюон- опосредованное взаимодействие . С другой стороны, протоны и нейтроны удерживаются вместе остатками мощной ядерной силы, которая оказывает наибольшее влияние на небольших расстояниях внутри ядра. Глюон принадлежит к семейству калибровочных бозонов , являющихся переносчиками основных сил
