В 1928 г. американский физик-теоретик Г.А.Гамов, разрабатывая теорию a-распада, ввел представление о ядре как о своеобразной капле.
В 1936 г. Нильс Бор и Джон Уилер создали капельную модель ядра. Между молекулами в капле воды силы притяжения действуют. Если каплю воды опустить в другую жидкость такой же плотности, то она принимает сферическую форму. Это объясняется поверхностным натяжением, которое создается силами притяжения. Силы притяжения придают капле форму сферы. В ядре также существует своего рода поверхностное натяжение.
Ядра имеют различное число протонов и нейтронов, электромагнитное взаимодействия накладываются, и ядро приобретает неправильную форму. Некоторые ядра имеют довольно удлиненную форму, и даже такое слабое воздействие, как попадание в ядро извне еще одного нейтрона, может нарушить равновесие и привести к разделению ядра на части. Эта теория, довольно хорошо объясняющая деление атомов, была предложена Бором и Уилером в 1939 г.
В 1949 г. представления физиков об атомном ядре значительно углубились, и оболочечная модель ядра, предложенная Марией Гепперт-Майер и Йоханнесом Хансом Даниелем Йенсеном, привлекла всеобщее внимание ученых. Согласно их теории, нуклоны движутся в ядре по определенным орбитам, подобно электронам в атоме.
В 1952 г. датские физики Oгe Бор и Бенжамин Моттельсон разработали так называемую коллективную модель ядра. Согласно коллективной модели, ядро состоит из оболочек, которые постепенно заполняются при переходе к каждому следующему элементу периодической системы.
В 1953 г. Рейнуотер решил воспользоваться тем обстоятельством, что мю-мезон, попадая в атом, достигает ядра и даже проникает в него. При этом возникает рентгеновское излучение, позволяющее получить информацию о различных структурах ядра. Таким образом, было установлено, что ядра имеют «стратосферу» – область вблизи поверхности.