प्रोटॉन और न्यूट्रॉन
परमाणु का नाभिक एक अत्यधिक सघन क्षेत्र होता है, जो इसके केंद्र में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है। इसे 1911 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा 1909 में हंस गीगर और अर्नेस्ट मार्सडेन के निर्देशन में किए गए प्रसिद्ध रदरफोर्ड प्रयोग की व्याख्या के आधार पर खोजा गया था। नाभिक का प्रोटॉन-न्यूट्रॉन मॉडल 1932 में दिमित्री इवानेंको ने प्रस्तावित किया था। परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है और कक्षा में घूम रहे इलेक्ट्रॉनों का इसमें बहुत ही कम योगदान होता है।
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