z čoho je zložený tento svet? V škole sme sa učili o atómoch s elektrónmi a jadrami, ktoré boli zložené z protónov a neutrónov. Ale v skutočnosti sa tieto veci tiež z niečoho skladajú. Takže ak poviem, že svet sa skladá z atómov, je to vlastne zle? 

Nie, je to dobre. Bežná hmota sa skladá z atómov, akurát že aj tieto atómy sa z niečoho skladajú. Grécke slovo atómos síce znamená nedeliteľný, ale to atómy nie sú. To však neznamená, že sa z nich iné veci neskladajú. Je správne povedať, že legová stavba sa skladá z kociek lega, aj keď tie kocky sa skladajú z molekúl, molekuly z atómov, atómy z elektrónov a jadier, jadrá z protónov a neutrónov, nuž a protóny a neutróny z kvarkov.

ako ľudí vôbec napadlo skúmať, z čoho sa skladajú protóny a neutróny? 

Nijako, oni nič také neskúmali. To, čo skúmali, bolo niečo iné. Pre skutočné porozumenie štruktúre nejakých vecí totiž nestačí vedieť, z čoho sa tie veci skladajú, treba vedieť aj to, ako sa z tých stavebných kameňov skladajú. Pochopenie toho, že atómy sa skladajú z elektrónov a jadier, ani zďaleka neznamenalo dostatočné porozumenie atómom. Kým ľudia nechápali, akým spôsobom na seba tie elektróny a jadrá pôsobia, tak atómom vlastne nerozumeli, aj keď vedeli, z čoho sa skladajú. A to, ako na seba elektróny a jadrá pôsobia, pochopili, až keď objavili kvantovú mechaniku. No a podobné to bolo s atómovými jadrami. Pochopenie toho, že sa skladajú z protónov a neutrónov, ešte neznamenalo porozumenie atómovým jadrám. Ľudia potrebovali pochopiť aj to, ako na seba protóny a neutróny pôsobia. Preto skúmali vzájomné pôsobenie týchto častíc. A pritom objavili – neočakávane – ich vnútornú štruktúru. 

ako sa skúma vzájomné pôsobenie protónov a neutrónov? 

Tak ako to robil ešte Rutherford pri objave atómového jadra – strieľame protóny do látky a pozorujeme, ako na ne pôsobia jadrá atómov. Prečo ich strieľame, čiže posielame ich tam veľkou rýchlosťou? Aby prekonali elektrostatické odpudivé sily a dostali sa až blízko k jadrám. Prečo sa majú dostať až blízko k jadrám? Pretože chceme skúmať jadrové sily (presnejšie povedané interakcie, keďže pojem sily je dobre definovaný v klasickej, ale nie v kvantovej fyzike) a tie sa prejavujú len na malých vzdialenostiach. A prečo nepoužívame neutróny, ktoré necítia elektrické sily a k jadrám sa teda dostanú bez problémov? Pretože neutróny sa oveľa ťažšie pozorujú – na rozdiel od protónov totiž nevytvárajú stopy v hmlových a bublinových komorách, ktoré dlho slúžili ako hlavný nástroj na pozorovanie častíc. Práve zo stôp v hmlových a bublinových komorách sme sa snažili dozvedieť, čo sa vlastne deje, keď sa protón dostane k jadru. Interakcia dopadajúceho protónu s jadrom spôsobila prudkú zmenu v pohybe protónu. Na fotografiách zo spomínaných komôr bola táto zmena zaznamenaná a fyzici sa z toho snažili usúdiť čo najviac o tom, ako vlastne protón s jadrom interaguje.