雖然粒子加速器打出了很多亞原子結構，但根據量子理論，打出了亞原子結構並不能代表原子核內部的狀態是這些亞原子結構的簡單組合。

只能說當我們用粒子碰撞手段去觀測原子時導致了波函式的坍縮，而在我們觀測之前，原子內部並不一定是這些觀測結果簡單組合而成的，但我們可以肯定的是，原子核不是均勻分佈的湯，原子核有極性，所以我們發現了核磁共振現象，我們發明了核磁共振儀。

膠子的發現也是從觀測結果理論性的推匯出原因，原子核內部到底是不是存在我們觀測到的膠子的形式，這個不一定。

就好像你無法理解一個光子為什麼可以同時穿過兩個縫隙一樣，你可能無法理解，為什麼原子核內部不是簡單的亞原子微粒組成的。

原子是由電子和原子核組成的，那麼原子核還可不可以再分呢？它又是由什麼組成的呢？既然一個電子帶有一份電荷，人們自然想到，原子核很可能也是由帶一份正電荷的粒子構成的，氫的原子核是最輕的原子核，它只帶有一份正電荷，是否原子核就是由它們組成的呢？919年，盧瑟福用a粒子作炮彈，去轟擊氮的原子核，結果發現，氮原子俘獲了a粒子變成了氧原子，並且產生了種新的射程很長、質量比a粒子更小，帶一個正電荷的粒子，研究證明，這種粒子就是氫的原子核，人們把它稱作質子這是在人類歷史上第一次用人工方法實現了核反應，把一種元素變成了另一種元素，實現了鍊金術士們“點石成金”的夢想，同時，也證實了原子核中存在著質子。在盧瑟福之後，人們用α粒子轟擊硼、氟、鈉等輕原子也都發生類似的核反應，放出一個質子。而週期表上所有元素的原子核的質量大體上都為質子的整倍數。

因此，有人猜想原子核是由帶正電的質子組成的但是這種猜想有著明顯的矛盾，除了氫元素之外，所有元素原子核中的電荷數目並不等於它們的質量，例如氦的原子核質量是氫的4倍，可是隻帶有2個正電荷。於是有人提出，原子核是由質子和電子組成的，電子中和了一部分質子的電荷使剩下的正電荷正好與核外電子數相等。但是這一假說也碰到了困難，它不能解釋原子核自旋等現象。科學家們在思索著，尋找著。920年，盧瑟福在聖誕節給兒童講科學知識時提出了個大膽的假說，原子中有帶負電的電子，帶正電的質子，為麼不可以有不帶電的中性粒子呢？他還預言了這種中性粒子的性質—它能很容易地穿過物質。大多數人對盧瑟福的預言抱著懷疑態度，有一個人，就是盧瑟福的學生查德威克卻對此堅信不疑。他立即著手進行種種試驗來捕捉這種中性粒子。但是10年過去了，這種中性粒子還是毫無蹤影。

930年，德國物理學家玻特和貝克爾在用a粒子轟擊鋰鈹等輕元素時，發現了一種貫穿力很強的輻射線，能穿過2釐米的鉛板，他們認為這是γ射線931年，法國物理學家約里奧·居里夫婦，也即居里夫人的女兒與女婿，對這一實驗做了進一步研究，發現當這種射線射入含大量氫原子的物質石蠟時，會放出質子。實際上他們已經走到了發現中子的大門口，但由於囿於前人的研究成果認為只有γ射線才是中性的，一個重大發現令人惋惜地失之交臂查德威克看到了約里奧·居里夫婦的研究報告，立即意識到這就是他尋找已久的中性粒子，他分析γ射線要想打出質子必需有高到難以想象的能量才行，只有質量和質子相近的中性粒子才能把質子轟擊出來。他立即投入了緊張實驗，終於證明這種不帶電的中性粒子質量和質子十分相近，中子終於被發現了查德威克因發現中子，1935年獲得了諾貝爾物理獎。