Des noyaux constitués de protons et d'électrons ?
Cette découverte de Rutherford montrait deux choses. Tout d’abord la transmutation n’était pas un phénomène réservé à la radioactivité. Ce type de métamorphose pouvait se produire chaque fois que l’on s’attaquait aux noyaux atomiques. Ensuite, si ces derniers pouvaient émettre spontanément – dans la radioactivité – des particules a et des électrons, ils pouvaient aussi, lorsqu’ils étaient (fortement) sollicités par l’expérience, laisser échapper des protons. Ces corpuscules devaient donc être considérés comme des composants potentiels du noyau. Rapidement, ils supplantèrent les particules alpha, et alors que l’on abordait les années 1930, le modèle de ’ noyau atomique le plus couramment admis était un ensemble de protons et d’électrons. Un noyau d’azote, par exemple, était composé de 14 protons et de 7 électrons, ce qui lui assurait la charge 7 et la masse 14.
Mais ce modèle, lui aussi, se heurtait à d’importantes difficultés, de nature théorique, qui paraissaient très difficiles à surmonter. En particulier le noyau d’azote, justement, posait un problème, lié à son moment cinétique intrinsèque, encore appelé spin.
De plus, une autre question, aussi vieille que la mise en évidence du noyau, se posait avec insistance. Quelle était la force responsable de sa cohésion ? L’attraction électrique existant entre protons et électrons ne pouvait en effet expliquer les très fortes énergies de liaison mises en jeu au sein de ces objets mystérieux qu’étaient encore les noyaux.
La lumière allait jaillir brusquement en 1932, avec la découverte du neutron.