Ricerca
Nel 1894, Thomson iniziò a studiare i raggi catodici, che sono fasci luminosi che seguono una scarica elettrica in un tubo ad alto vuoto. Era un argomento di ricerca popolare tra i fisici dell’epoca perché la natura dei raggi catodici non era chiara.
Thomson ideò attrezzature e metodi migliori di quelli usati in precedenza. Quando passava i raggi attraverso il vuoto, era in grado di misurare l’angolo in cui venivano deviati e calcolare il rapporto tra la carica elettrica e la massa delle particelle. Scoprì che il rapporto era lo stesso indipendentemente dal tipo di gas usato, il che lo portò a concludere che le particelle che componevano i gas erano universali.
Thomson determinò che tutta la materia è composta da minuscole particelle molto più piccole degli atomi. Inizialmente chiamò queste particelle “corpuscoli”, anche se ora sono chiamati elettroni. Questa scoperta mise in discussione la teoria prevalente secondo cui l’atomo era la più piccola unità fondamentale.
Nel 1906, Thomson iniziò a studiare gli ioni caricati positivamente, o raggi positivi. Questo portò a una delle sue altre famose scoperte nel 1912, quando incanalò un flusso di neon ionizzato attraverso un campo magnetico e uno elettrico e usò tecniche di deflessione per misurare il rapporto tra carica e massa. Così facendo, scoprì che il neon era composto da due diversi tipi di atomi e provò l’esistenza di isotopi in un elemento stabile. Questo fu il primo uso della spettrometria di massa.