Наука

             Работая над трудом «Основы химии», Д. И. Менделеев открыл в феврале 1869 года один из фундаментальных законов природы - периодический закон химических элементов. Не давая представления о строении атома, периодический закон, тем не менее, вплотную подводит к этой проблеме.
В дальнейшем было принято, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Единственное ядро, состоящее из одного протона - ядро атома водорода. В начале периодической таблицы Менделеева количество протонов примерно равно количеству нейтронов. Ближе к концу периодической таблицы соотношение составляет один протон на два нейтрона.
Каждый элемент имеет свой положительный заряд, вокруг ядра на орбиталях вращаются электроны, число которых равно заряду ядра. Заряженные протоны в ядре отталкивают друг друга, а гравитационное взаимодействие существенно слабее и не в состоянии их удержать в ядре. Соответственно возникла проблема устойчивости ядра, и тогда придумали, что нуклоны (протоны и нейтроны) удерживаются в ядре сильным взаимодействием.
Необходимость введения понятия сильных взаимодействий возникла в 1930-х годах, когда стало ясно, что ни явление гравитационного, ни явление электромагнитного взаимодействия не могли ответить на вопрос, что связывает нуклоны в ядрах в существующей теории ядра. В 1935 году японский физик Х. Юкава построил первую количественную теорию взаимодействия нуклонов, происходящего посредством обмена новыми частицами, которые сейчас известны как пи-мезоны (или пионы). Пионы были экспериментально открыты в 1947 году.
Существующая теория атомного ядра не может объяснить выделение энергии при образовании более тяжелых ядер (термоядерный синтез), поскольку масса нейтрона больше в сумме масс протона и электрона. Открытие большого количества изотопов различных ядер также порождает много проблем с устойчивостью атомного ядра.
Хотя слово атом в первоначальном значении обозначало частицу, которая не делится на меньшие части, согласно научным представлениям он состоит из более мелких частиц, называемых субатомными частицами. Атом состоит из электронов, протонов, все атомы, кроме водорода-1, содержат также нейтроны.
Электрон является самой лёгкой из составляющих атом частиц с массой 9,11•10−31 кг, отрицательным зарядом и размером, слишком малым для измерения современными методами. Протоны обладают положительным зарядом и в 1836 раз тяжелее электрона (1,6726•10−27 кг).
Не прекращаются дискуссии по поводу возможности холодного термоядерного синтеза (термоядерный синтез при температуре в несколько тысяч градусов, в отличие от горячего термоядерного синтеза при температуре в несколько миллионов градусов как на Солнце). Ответ на этот вопрос дает анализ принципов вулканической активности, где источником энергии является холодный термояд.
Электромагнитное взаимодействие
Заряженные частицы обладают не только зарядом но и при движении создают магнитное поле. Вращающиеся вокруг своей оси (спин) электрон и протон (это не точечные заряды) создают магнитное поле и по существу являются постоянными магнитами. Соответственно находясь рядом частицы начинают ориентироваться друг с другом - разноименные полюса притягиваются, а одноименные отталкиваются).
Закон Кулона - это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами, согласно которому Кулоновская сила  между двумя материальными точками с зарядами q1 и q2 пропорциональна обеим зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:.
F=k*q1*q2/(R*R)
где k = c2•10-7 Гн/м = 8,9875517873681764•109 Н•м2/Кл2 (или Ф-1•м), при этом одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.
Гравитационное взаимодействие
В рамках классической физики гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, согласно которому сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками с массами m1 и m2 пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
F=G*m1*m2/(R*R)
Здесь G - гравитационная постоянная, приблизительно равная 6?673*E-11  м³/(кг с²), R - расстояние между точками.
Вселенная состоит из протонов и электронов, протон состоит из мезонов и позитрона, т.е. состоит из заряженных частиц. 
Магнитное поле
Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды
Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.
Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).
Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.
Фундаментальной характеристикой магнитного поля (альтернативной магнитной индукции и тесно с ней взаимосвязанной, практически равной ей по физическому значению) является векторный потенциал.
Магнитное поле можно назвать особым проявлением материи, посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом. Магнитные поля являются необходимым (в контексте специальной теории относительности) следствием существования электрических полей.
С точки зрения квантовой теории поля магнитное взаимодействие — как частный случай электромагнитного взаимодействия переносится фундаментальным безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля), часто (например, во всех случаях статических полей) — виртуальным.