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Scientifiquement, l’étude moderne des noyaux atomiques a pu se déve-
lopper surtout grâce à la physique nucléaire, donc après la découverte de
la radioactivité. En effet, les processus de transformation qui affectaient les
noyaux étant accompagnés d’émission de radiations, comportant des par-
ticules de différentes natures, l’analyse de ces radiations a permis de com-
prendre comment le noyau atomique était véritablement constitué, et d’éli-
miner certaines hypothèses, comme celle selon laquelle des protons et des
électrons cohabiteraient dans le noyau.
En pratique, le noyau atomique est apparu constitué de nucléons - les
protons et les neutrons - qui, même s’ils différaient quant à leur charge
électrique, avaient beaucoup de caractéristiques en commun. Le nombre
de protons dans le noyau atomique a été indiqué par la lettre Z, tandis
que le nombre de neutrons a été indiqué par la lettre N.

La quantité totale de nucléons (Z + N) a été appelé le nombre de masse,
et noté par la lettre A. Presque toute la masse atomique était concentrée
dans ce noyau, qui pouvait avoir un rayon inférieur à la dix millième partie
d’un milliardième de centimètre (10 cm), et la masse des électrons dans
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l'atome était négligeable par rapport à celle des protons et des neutrons.
Dans ces conditions, la valeur de A caractérisait les atomes selon le
nombre de leurs différents nucléons, et le rayon de leur noyau croissait
proportionnellement au nombre de particules Z+N qui le composaient.
Rappelons aussi que la stabilité des noyaux atomiques dépendait de
l’équilibre maintenu entre deux effets : l’interaction électromagnétique,
et l’interaction dite forte. Les protons contenus dans le noyau tendaient
à s’éloigner l’un de l’autre à cause de leurs charges électriques qui se re-
poussaient, et cet éloignement était compensé par l’interaction forte, qui
était de nature attractive, et qui affectait non seulement les protons mais
aussi les neutrons, dont la présence dans le noyau était essentielle. En
leur absence, l’interaction forte ne pouvait pas contrer la répulsion élec-
trostatique réciproque des protons.
À la fin du 20 siècle, il restait toutefois à comprendre d’autres phé-
ème
nomènes, puisqu’on avait décelé expérimentalement des noyaux unique-
ment composés de neutrons, et de formes non sphériques. En outre, les
forces qui s’exerçaient entre les protons et les neutrons n'étaient pas encore
toutes connues. C’est pour cette raison qu’il n’existait pas encore de des-
cription rigoureuse du noyau, et que l’on utilisait faute de mieux des mo-
dèles qui s’approchaient le plus possible de ce que l’on observait lors des
expérimentations.

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