Forntida grekiska övertygelser

Leucippus och Democritus var de första som föreslår, under femte århundradet f.Kr., att allt är fråga om små enheter som heter atomer . De två filosoferna höll fast att dessa var fasta partiklar utan inre struktur och kom i olika former och storlekar. Immateriella egenskaper som smak och färg, enligt denna teori, gjordes av atomer. Aristoteles motsatte sig emellertid starkt denna idé och det vetenskapliga samfundet misslyckades med att ägna allvarliga uppmärksamhet åt det i århundraden.

Daltons teori
1808 byggde engelska kemisten John Dalton vidare på det grekiska begreppet atomer. Han postulerade att materien är gjord av atomer, vilka är små odelbara partiklar. Han föreslog också att medan alla atomer av ett element är identiska, är de helt annorlunda än de som utgör andra element.

J.J. Thomson's Theory

Engelska fysiker Joseph J. Thomson föreslog "plommonpudding" teorin om den delbara atomen 1904 efter att ha upptäckt elektroner 1897. Hans modell postulerade att atomer består av en stor positivt laddad sfär som är negativ laddade elektroner (han kallade dem "kroppsdelar") som frukt i en plommonpudding. Han antog vidare att laddningen av den positiva sfärens laddning är lika med elektronernas negativa laddningar. Idag kallar vi de positiva laddade partiklarna protoner och de negativa elektronerna.

Rutherfords hypotes

Brittiska fysikern Ernest Rutherford föreslog en atomär modell av atomen, där en kärna finns, 1911. Han upptäckte också aktivitet i denna del, nämligen rörelsen av protoner och elektroner inom atomets centrala del. Han postulerade vidare att antalet protoner i en atom är lika med elektronerna. Han förutsåg också att mer neutrala partiklar existerar. Dessa har kommit att bli kända som neutroner.

Bohrs teori

Den danska fysikern Niels Bohr föreslog 1913 en planetmodell, där elektroner kretsar om kärnan precis som planeterna kretsar solen. Medan elektronerna är i omlopp, har de vad Bohr kallas "konstant energi". När dessa partiklar absorberar energi och övergång till en högre omlopp, hänvisar Bohrs teori till dem som "upphetsade" elektroner. När elektronerna återvänder till sin ursprungliga omlopp, avger de den här energin som elektromagnetisk strålning.

Einstein, Heisenberg och Quantum Mechanics

Från årtionden av noggrann forskning från tusentals forskare har den nuvarande atomteorin bygger på arbete som utfördes på 1930-talet av Albert Einstein, Werner Heisenberg och andra. Som med de tidigare teorierna består atomen av en central, tung kärna omgiven av ett antal elektroner. Till skillnad från tidigare teorier som behandlade elektroner, protoner och andra små partiklar som bestämda fasta "klumpar", behandlar modern kvantteori dem som statistiska "moln". märkligt kan du mäta sin hastighet exakt, eller deras platser, men inte båda samtidigt. Istället för att elektroner beter sig som planeter som kretsar i välbetalda elliptiska vägar, virkar de runt i fuzzy clouds av olika former. Atomer blir då mindre som hårda, exakta biljardbollar och mer som fjädrande, runda svampar. Och trots att de är "fasta", kan de uppvisa wavelike egenskaper som våglängd och interferensmönster.

Eftersom forskare tittade på atomer med alltmer kraftfulla instrument upptäckte de att protoner och neutroner som bildade kärnan var i sin tur tillverkade av ännu mindre partiklar. På 1960-talet kallade fysikerna Murray Gell-Mann och George Zweig dessa partiklar "kvarkar" och lånade ett ord som används i en James Joyce-roman. Quarks kommer i sorter som "up", "down", "top" och "bottom". Protoner och neutroner bildas av buntar av tre kvarkar vardera: "upp", "ner" och "upp" och "ner", "upp" respektive "ned".