ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജൊഹാൻ വിൽഹെൽമ്‌ ഹിറ്റോർഫ് സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ വാതകങ്ങളിലെ വൈദ്യുതചാലകതയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനിറങ്ങിപ്പുറപ്പെട്ടു. 1869-ൽ കാതോഡിൽ നിന്നും ഒരു തിളക്കം പുറത്തുവരുന്നതായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം കുറച്ചുകൊണ്ടുവരുന്നതോടെ ഇതിന്റെ തീവ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതായാണ്‌ അദ്ദേഹത്തിന്‌ കാണാൻ സാധിക്കുന്നത്. ഈ തിളക്കത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന രശ്മികൾ നിഴലുകളുണ്ടാക്കുന്നതായി ജർമ്മൻകാരൻ തന്നെയായ ഓയ്ഗൻ ഗോൾഡ്സ്റ്റൈൻ 1876-ൽ നിരീക്ഷിച്ചു. ഇവയ്ക്ക് അദ്ദേഹം "കാതോഡ് രശ്മികൾ" എന്ന പേര്‌ നൽകി. 1870-കളിൽ ഇംഗ്ലീഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനും ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ സർ വില്യം ക്രുക്സ് ഉയർന്ന ശൂന്യതയുള്ള ആദ്യത്തെ കാതോഡ് റേ ട്യൂബ് നിർമ്മിച്ചു. ഇതുപയോഗിച്ച്, കാതോഡ് രശ്മികൾ ആനോഡിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്നും ഊർജ്ജം കൊണ്ടുപോകുന്നുവെന്നും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ രശ്മികൾ വളയുന്നുവെന്നും അതിനാൽ അവ ഋണചാർജ്ജുള്ളവയായിരിക്കണമെന്നും അദ്ദേഹം മനസ്സിലാക്കി. "റേഡിയന്റ് ദ്രവ്യം" എന്ന് പേരിട്ട പ്രതിഭാസമുപയോഗിച്ച് ഈ നീരിക്ഷണങ്ങൾക്കെല്ലാം ഒരു വിശദീകരണം അദ്ദേഹം മുന്നോട്ടുവച്ചു. ഋണചാർജ്ജുള്ളതും കാതോഡിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ ഉത്സർജ്ജിക്കപ്പെടുന്നതുമായ തന്മാത്രകളടങ്ങിയ ദ്രവ്യത്തിന്റെ നാലാമത്തെ ഒരവസ്ഥയായിരുന്നു "റേഡിയന്റ് ദ്രവ്യം".

ജർമ്മനിയിൽ ജനിച്ച ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആർതർ ഷൂസ്റ്റർ ക്രൂക്സ് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളെ മുന്നോട്ടുകൊണ്ടുപോയി. കാതോഡ് രശ്മികൾക്ക് സമാന്തരമായി ലോഹപ്ലേറ്റുകൾ വയ്ക്കുകയും അവയ്ക്കിടയിൽ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം സൃഷ്ടിച്ച് പരീക്ഷണം നടത്തുകയും ചെയ്തു. വൈദ്യുതക്ഷേത്രം ഇലക്ട്രോണുകളെ ധനചാർജ്ജുള്ള പ്ലേറ്റിലേക്ക് കൊണ്ടുചെന്നു. രശ്മികൾ ഋണചാർജ്ജുള്ളവയാനെന്നതിന്‌ ഇത് കൂടുതൽ തെളിവ് നൽകി. വൈദ്യുതിയും രശ്മികളുടെ വളവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധമുപയോഗിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധവും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. എന്നാൽ അന്ന് പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നതിനെക്കാൽ ആയിരം മടങ്ങ് വലുതായിരുന്നു അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തിയ ഈ വില എന്നതിനാൽ ആരും ഈ കണ്ടെത്തലിനെ കാര്യമായെടുത്തില്ല.

1896-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ.ജെ. തോംസണും സഹപ്രവർത്തകരായ ജോൺ ടൗൺസെൻഡ്, ഹാരോൾഡ് വിൽസൺ എന്നിവരും ചേർന്ന് കാതോഡ് രശ്മികൾ മുമ്പ് കരുതിയിരുന്നപോലെ തരംഗങ്ങളോ ആറ്റങ്ങളോ തന്മാത്രകളോ അല്ലെന്നും യഥാർത്ഥത്തിൽ കണികകളാണെന്നും തെളിയിക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. "കോർപസിലുകൾ" എന്ന് അദ്ദേഹം പേരിട്ട ഈ കണികകൾക്ക് ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകമായ ഹൈഡ്രജന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ ആയിരത്തിലൊരു ഭാഗമേ ഉണ്ടാകൂ എന്ന് അദ്ദേഹം കണക്കാക്കി. ഇവയുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജിനും നല്ല ഒരു ഏകദേശവില കാണാൻ അദ്ദേഹത്തിനായി. കണങ്ങളുടെ ചാർജ്ജും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധം കാതോഡിൽ ഏത് വസ്തുവാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതിനെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല എന്ന സുപ്രധാന നിരീക്ഷണം നടത്തിയത് തോംസണാണ്‌. റേഡിയോആക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾ, ചൂടാക്കപ്പെട്ട വസ്തുക്കൾ, പ്രകാശിതമായ വസ്തുക്കൾ എന്നിവ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഋണചാർജ്ജുള്ള കണികകൾ ഒന്നുതന്നെയാണെന്നും അദ്ദേഹം സ്ഥാപിച്ചു. ഈ കണികകൾക്ക് "ഇലക്ട്രോൺ" എന്ന പേരിട്ടത് ഐറിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോർജ് ഫിറ്റ്സ്ജെറാൾഡായിരുന്നു. ഈ പേര്‌ വളരെപ്പെട്ടെന്ന് പ്രചാരം നേടി.

സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ ഫ്ലൂറസൻസ് കാണിക്കുന്ന ഖനിജങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്ന ഹെൻറി ബെക്വറൽ ബാഹ്യ ഊർജ്ജസ്രോതസ്സുകളൊന്നുമില്ലാതെതന്നെ അവ വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നുവെന്ന് 1896-ൽ കണ്ടെത്തി. ന്യൂസീലാൻഡുകാരനായ ഏണസ്റ്റ് റൂഥർഫോർഡ് ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇതിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ പഠിക്കാനാരംഭിച്ചു. ഇവ കണികകളെ പുറത്തുവിടുന്നുവെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. ദ്രവ്യത്തിൽ തുളച്ചുകയറാനുള്ള കഴിവനുസരിച്ച് അവയെ ആൽഫ കണം, ബീറ്റ കണം എന്നിങ്ങനെ അദ്ദേഹം തരം തിരിച്ചു. റേഡിയം പുറത്തുവിടുന്ന ബീറ്റ കണങ്ങളെ വളയ്ക്കാൻ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തിന്‌ സാധിക്കുമെന്നും അവയുടെ ചാർജ്ജ്-പിണ്ഡ അനുപാതം കാതോഡ് രശ്മികളുടേതിന്‌ തുല്യമാണെന്നും 1900-ൽ ബെക്വറൽ കണ്ടെത്തി. ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങളുടെ ഭാഗമാണെന്ന വിശ്വാസം ഇത് ശക്തമാക്കി.

അമേരിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ റോബർട്ട് മില്ലിക്കൻ ഓയിൽ ഡ്രോപ് പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജ്ജിന്റെ കൃത്യമായ വില 1909-ൽ കണ്ടെത്തി. പരീക്ഷണഫലങ്ങൾ 1911-ലാണ്‌ അദ്ദേഹം പുറത്തുവിട്ടത്. ചാർജ്ജുള്ള ഒരു തുള്ളി എണ്ണ ഗുരുത്വാകർഷണഫലമായി വീഴുന്നത് വൈദ്യുതക്ഷേത്രമുപയോഗിച്ച് തടഞ്ഞുനിർത്തിയാണ്‌ ഈ പരീക്ഷണം നടത്തിയത്. 1 മുതൽ 150 വരെ അയോണുകളുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജ് 0.3 ശതമാനത്തിൽ താഴെ പിഴവോടെ കണ്ടെത്താൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണത്തിന്‌ സാധിക്കുമായിരുന്നു. 1911-ൽ വെള്ളത്തുള്ളികളുപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണം ആവർത്തിച്ച അബ്രാം അയോഫെ മില്ലികന്റേതിന്‌ സമാനമായ വിലകൾ കണ്ടെത്തി. പരീക്ഷണഫലങ്ങൾ അദ്ദേഹം 1913-ലാണ്‌ പുറത്തുവിട്ടത്. എണ്ണയുടെ ബാഷ്പീകരണനിരക്ക് കുറവായതിനാൽ വെള്ളമുപയോഗിച്ച് നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തെക്കാൾ കൂടുതൽ എളുപ്പവും കൃത്യവും എണ്ണയുപയോഗിച്ച് നടത്തിയതായിരുന്നു.

അതിവേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ചാർജ്ജുകൾ ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ സൂപ്പർസാച്യുറേറ്റഡ് ആയ നീരാവിയെ ദ്രാവകരൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റുമെന്ന കണ്ടുപിടിത്തം ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യത്തിൽ നടന്നു. 1911-ൽ ഈ പ്രതിഭാസം ഉപയോഗപ്പെടുത്തി ചാൾസ് വിൽസൺ ക്ലൗഡ് ചേംബർ നിർമ്മിച്ചു. ഉന്നതവേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുൾപ്പെടെയുള്ള ചാർജ്ജുള്ള കണികകളുടെ ചിത്രങ്ങളെടുക്കാൻ ഇതുവഴി സാധിച്ചു.

ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം
പ്രവർത്തനം
തരംതിരിവ്
കണ്ടുപിടിത്തം