核子是怎么组成原子核的？质子带正电，中子不带电，原子核中没有负电荷，那么多正电荷怎么能挤在一起不散开呢？在发现中子之前物理学家研究电子中子，人们只知道两种相互作用：引力和电磁力，这两种力都是所谓的长程力。单靠质子间的引力，远远不足以克服它们之间的电斥力。在接受了质子—中子模型之后，科学家们开始推测核子间还存在第三种相互作用力——核相互作用。这种力是短程相互作用，当质子彼此非常接近时，核引力超过电斥力，它们就会相互吸引；当距离增加时，核力就会急剧减小。
1935年，日本科学家汤川秀树（1907-1981）（右图）提出了“交换粒子”的概念，作为新相互作用理论的基本概念。他认为这种交换粒子的质量介于电子和质子之间网校头条，约为电子质量的250倍、质子质量的1/7。他所预言的这种粒子物理学家研究电子中子，后来被称为介子。
1936年，美国科学家卡尔·戴维·安德森（Carl David ，1905-1991）（左图）在宇宙线中发现了一种比电子重约207倍的粒子，当时他误以为这是介子，后来发现这种粒子其实不参与强相互作用，是轻子，于是改名为μ子。
1947年，英国物理学家塞西尔·弗兰克（Cecil Frank，1903-1969）在不同高度拍摄到大量宇宙射线穿过乳胶薄膜的影像，在仔细分析薄膜中粒子留下的轨迹后，发现了汤川预言的介子（右图），并命名为π介子。
汤川理论被证实后，原子核内部相互作用的理论研究开始活跃起来。人们认为存在着两种截然不同的核力，一种是强相互作用，由π介子的传输产生（后来证明主要由自旋矢量介子传输），具有强度极高、与电荷无关、作用距离和时间极短的特点；另一种是弱相互作用，它造成原子核的不稳定性，控制着原子核的衰变或放射性，称为β衰变。
（粒子物理学及其发展轨迹：）