Он никогда полностью не отказывался от этой точки зрения, что заставляло его и современников, таких как Лодж и Шустер, отвергать квантовую теорию как экран невежества, трусливую замену «знанием строения атома». Последней из ранних исследований Томсона было математическое развитие электродинамики Максвелла. Его первые важные результаты включали открытие так называемой электромагнитной массы или дополнительной инерции, которой обладали электрифицированные тела в силу их заряда, и вычисление силы, которая теперь известна как сила Лоренца, проявляемая магнитным полем на движущая электрифицированная сфера там же.

Эти результаты были не только важны сами по себе: они также обозначили или вызвали начало быстрого сбора максвелловских плодов Фицджеральдом, Хевисайдом, Лэмбом, Пойнтингом и самим Томсоном «например, 6». Одно поражает буквальностью, с которой Томсон сначала культивировал теорию Максвелла. Не то, чтобы он рабски относился к своей модели, поскольку его подробный отчет об электрических теориях Британской ассоциации содействия развитию науки указывает на неясность в формулировке Максвелла и симпатически обсуждает конкурирующие системы.

Затмевая концепцию заряда, перемещение вызвало большую часть недомоганий, которые испытывали континентальные читатели Максвелла, и это может привести даже к заблуждению даже английских. В последующей работе Томсон заменил «смещение» на «поляризацию», которую он представил в терминах электростатических «силовых трубок», которые должны начинаться и заканчиваться на «атомах», каждая трубка, наделяющая электролитическую единицу электричества, или «электрон», его терминах. Из этого представления, которое в своих гениальных деталях показывает руку эссеиста о вихревом движении, Томсон восстановил все обычные формулы максвелловской электродинамики.

Он также тем самым подчеркнул понятие электромагнитного импульса, хранящегося в среде, понятие, используемое им самим и другими для сохранения равенства действий и реакции в электродинамике, и продемонстрировать существование какой-то невидимой «материальной»вселенной, которую мы можем назвать эфир.

Он сам использовал модели, различающиеся по объему и степени сокращения, и не редко противоречивые по своему характеру; и после открытия электрона он свободно допускал антимаксвелловские бугабуа, подобно электрическому заряду, в его частичные картины металлической проводимости, атомной структуры и химической комбинации.

Разумеется, такая слабость не может быть разрешена в «предельной» теории электричества. Томсон к тому времени завершил несколько несовершенных бит лабораторных работ, включая определение, по предложению Рэлея, отношения электростатического к электромагнитному элементу электричества. Рэлей намеревался сотрудничать в этой работе, которая, помимо ее несовершенства, была типичной для Кавендиша в его эпоху; но Томсон, не подозревая о многих подводных камнях, сбежал с проектом, опубликовал торопливо, и дал своим коллегам, в том числе профессору, сомнение в том, что у него есть будущее в экспериментальной физике.

С этими кредитами и его математикой он соревновался за кресло; к его удивлению, и к большому раздражению некоторых из его конкурентов, среди которых были Фитцджеральд, Глейзбрук, Лармор, Рейнольдс и Шустер, он был избран. Найвен и Джордж Дарвин, один из судей эссе Трамса Томсона. Те же сотрудники позже представили курсы для намеревающихся врачей, чьи сборы быстро стали важной частью финансов Кавендиша. Томсон выбрал явления газового разряда, исследование которого Максвелл рекомендовал для экспериментального исследования.

Два года спустя Томсон снова обратил внимание на разряд, руководствуясь на этот раз теорией вихревого атома. Он заметил, что вихревой механизм химической связи работает только тогда, когда объединение вихревых колец имеет примерно одинаковый размер и скорость. Любое нарушение среды, подобно приближению другого вихревого атома, может изменять критические параметры и предотвращать сцепление или разрушение соединений. Теперь электрическое поле может быть представлено распределением скорости в среде; и химическое разложение, которое оно стимулирует, будет непосредственной причиной разряда.

В этой нечетной форме Томсон представил идею, имеющую первостепенное значение для будущей работы: газоразряд происходит по аналогии с электролизом, нарушением химических связей. Первоначально, как это было естественно, он рассматривал частицы, в которые молекулы разделялись под действием поля как «атомы». Позднее исследования помогли ему сначала увидеть «атомы» как «ионы», то есть носители заряда атомных размеров, а затем в виде смесей ионов и «тел, значительно меньших атомов».

Электролитическая аналогия показала, что важные сведения о механизме газового разряда могут быть получены в результате исследований диэлектрического пробоя в слабопроводящих жидкостях или разложения многоатомных газов искрами. Томсон и его ученики работали над тем и другим, и приобрели много данных без значительного прогресса в понимании.

Противоречие вернуло забытые катодные лучи в центр внимания. Большинство английских физиков, включая Томсона, принимали их за потоки заряженных частиц, прежде всего потому, что их пути изогнуты в магнитном поле; в то время как большинство немецких физиков, выступая главным образом из-за их способности вызывать стекло флуоресцирования, считали их «эфирное возмущение», похожее на ультрафиолетовый свет. В этот момент Рентген подготовился к вступлению в битву и в процессе обнаружил рентгеновские лучи.

Томсон, у которого был весь аппарат, немедленно обнаружил, что новые лучи превратили газы, которые они пересекли в проводники электричества, и поэтому предложили средства, намного более удобные, чем разрушительные разряды для производства газообразных ионов. Под его руководством продвинутые ученики в Кавендише бросились использовать новый инструмент и сделать точные измерения ионных параметров, на которых профессор построил свою теорию газового разряда. Первый выпуск знаменитого «Проведения электричества через газы» является памятником этих скоординированных исследований, в которых главные части сыграли Макклелланд, Резерфорд, Таунсенд и Зелены.

А. - был большой удачей, как Томсон полностью признал. Он предоставлял талантливых и высокомотивированных мужчин, которые не только развивали идеи профессора в работе самого высокого качества, но и помогли поднять энтузиазм молодых новобранцев в лабораторию.

Томсон также видел в рентгеновских лучах возможное объяснение «потрясающей» прозрачности металлической фольги для катодных лучей: не могло бы быть, что на самом деле не происходит проникновения, что катодные лучи, ударяющие по одной поверхности металла, производят рентгеновские лучи, которые, в свою очередь, создавать новые «ионы», псевдоним «катодные лучи», с другой стороны? Эта гениальная уловка долго не переживала нападений Ленарда, который по приглашению Томсона привел свою кампанию в Британскую ассоциацию в Томсоне, позволив себе убедить в важности работы Ленарда и, в частности, его открытий, что магнитная «отклоняемость» лучи, проходящие вне трубки, зависят только от условий внутри нее, что эти внешние «лучи Ленарда» потеряли свою способность вызывать флуоресценцию, то есть поглощались пропорционально плотности и не зависели от химического характера, окружающей среды, и что длина свободного пробега лучей вне трубки намного превышает ожидаемое значение, если они состоят из газообразных ионов.

Один подозревает, что именно в процессе переваривания результатов Ленарда Томсон впервые сообразил, что катодные лучи состоят из тел меньших, чем атомов. Такое же аномальное значение характеризовало все катодные лучи, которые пытался испытать Томсон, независимо от материала электродов или природы газа в разрядной трубке, в которой они были изготовлены. Уравнение вряд ли могло быть обосновано теоретически, как Томсон любил наблюдать; но он дал правильный порядок и по этой причине был отвергнут Шустером до появления Ленарда.

Несмотря на то, что они обладали большинством или всеми соответствующими данными, ни Вихерт, ни Кауфманн не обнаружили электрона. Вихерт подошел ближе всего: руководствуясь более старыми идеями о электричестве, которые недавно возродил Лоренц, он идентифицировал частицы катодного излучения как бестелесный атом электричества, фундаментальный объект, отличный от общей материи. Кауфман ничего не нашел, кроме аргумента против «гипотезы, предполагающей, что катодные лучи являются заряженными частицами, снятыми с катода».

Когда Томсон, следуя его методу, искал представление своих поразительных данных, он не забывал о своих старых проблемах: вихревом атоме и магнитах Майера, проблеме химического сочетания и природе электричества. Несомненно, это подтолкнуло его к «обнаружению» электрона, то есть потребовать гораздо больше «корпускулы», чем разрешенных данных. Или, скорее, составляющая: поскольку, как заметил Томсон, если химические атомы образованы из корпускул, расположенных в кольцах в стиле магнитов Майера, то сразу возникает проблематика электродинамического объяснения периодических свойств элементов и сберегает Прута что элементы построены из кратных одной базовой единицы или «протиле» - из старых возражений, основанных на отклонениях атомных весов от целых чисел.

Хотя Томсон называл свою частицу «корпускулом», чтобы не предрешать ценность своего заряда, которое он изначально считал большим, чем «электрон», он быстро сообразил, что корпус нести элементарную единицу электричества. По-видимому, протилы материи и электричества были неразделимы.

Два года спустя иск казался более чем правдоподобным. Уилсоном, его более раннее исследование способности заряженных частиц способствовать конденсации водяного пара. Измерение использовало рентгеновское излучение или ультрафиолетовый свет для создания ионов в насыщенном газе, ионы, которые, как усердно доказал Уилсон, действительно служили ядрами конденсации. Результат, согласованный с порядком величины с оценкой электролитического «электрона», оказался на 30% слишком высоким. Вторая попытка ошибочно ошибочна по причине дефекта.