En 1930,"la goutte liquide" étant la représentation du noyau. Ce modèle suppose que les forces liant les nucléons sont des assemblages de petites billes agglutinées à leurs voisines.
Le noyau , objet quantique, l'énergie de liaison est plus grande que prévu pour certains noyaux ,"ces pics" apparaissent pour des valeurs paires du nombres de nucléons, ce qui correspond à 2 8 20 28 50 82 126 expliqué au modèle de couche
Les électrons indépendants à la fois attirés par le noyau et repoussés par l'ensemble des autres électrons ne peuvent avoir que des valeurs d'énergie bien précises. Chaque valeur définit une couche, une couche donnée correspond à un nombres précis d'orbites possibles et Pauli dit qu'il y a au maximum deux électrons par orbites.
Puis, le couplage spin orbite indique que certains noyaux beaucoup plus lourds que tous ceux connus avec 126 protons et 184 neutrons pourraient être stables.
Il en résulte, pour les électrons, la règle de Hund qui stipule que le remplissage des couches se fait en mettant d'abord un électron dans chaque orbite puis un deuxième..., les nucléons, au contraire, ont tendance à se grouper par paire, c'est un appareillement analogue (mais entre électrons,ou atomes) qui est à l'origine de ces phénomènes curieux que sont la supraconductivité et la superfluidité.
L'énergie de rotation est quantifiée et le ralentissement se traduit par émission de photons, l'espacement entre les valeurs de l'énergie permet de calculer les moments d'inertie et d'en déduire l'élongation du noyaux, seul un noyau déformé peut tourner et ceci est la base de la théorie moderne de la structure nucléaire.