Forschung
Im Jahr 1894 begann Thomson mit der Untersuchung von Kathodenstrahlen, das sind glühende Lichtstrahlen, die einer elektrischen Entladung in einer Hochvakuumröhre folgen. Es war ein beliebtes Forschungsthema unter Physikern zu dieser Zeit, weil die Natur der Kathodenstrahlen unklar war.
Thomson entwickelte bessere Geräte und Methoden, als zuvor verwendet worden waren. Als er die Strahlen durch das Vakuum leitete, konnte er den Winkel messen, in dem sie abgelenkt wurden, und das Verhältnis der elektrischen Ladung zur Masse der Teilchen berechnen. Er entdeckte, dass das Verhältnis unabhängig von der Art des Gases gleich war, was ihn zu dem Schluss führte, dass die Teilchen, aus denen die Gase bestehen, universell sind.
Thomson stellte fest, dass alle Materie aus winzigen Teilchen besteht, die viel kleiner als Atome sind. Er nannte diese Teilchen ursprünglich „Korpuskeln“, obwohl sie heute als Elektronen bezeichnet werden. Diese Entdeckung stellte die vorherrschende Theorie, dass das Atom die kleinste fundamentale Einheit sei, auf den Kopf.
Im Jahr 1906 begann Thomson, positiv geladene Ionen oder positive Strahlen zu untersuchen. Dies führte zu einer seiner weiteren berühmten Entdeckungen im Jahr 1912, als er einen Strom von ionisiertem Neon durch ein magnetisches und ein elektrisches Feld leitete und mit Hilfe von Ablenkungstechniken das Verhältnis von Ladung zu Masse maß. Dabei entdeckte er, dass Neon aus zwei verschiedenen Arten von Atomen zusammengesetzt war, und bewies die Existenz von Isotopen in einem stabilen Element. Dies war die erste Anwendung der Massenspektrometrie.