הניסיון לפענח את מבנה החומר החל עוד בימי יוון העתיקה, אך הגיע לשיאו בעשורים הראשונים של המאה העשרים. בעזרת טכנולוגיות מתקדמות לאותה התקופה כגון חשמל, מגנטיות ורדיואקטיביות הצליחו חוקרים כמו ג'י ג'י תומסון וארנסט רותרפורד לחשוף את מבנה הפנימי של האטום, ופיזיקאים תאורטיים כנילס בוהר ניסחו כללים מתמטיים ששולטים בהתנהגותם של החלקיקים המרכיבים אותו. גרעין האטום מורכב מפרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי וני
