Dzięki pracy Yukawy powstał współczesny model atomu. W jego centrum znajduje się gęste jądro składające się z neutronów i protonów, które przyciągają się wzajemnie, uniemożliwiając samoczynny rozpad. Stabilność jądra jest zależna od stosunku liczby neutronów do liczby protonów, a także parzystości liczby protonów i neutronów. Niestabilne jądra mogą ulec rozpadowi alfa, polegającemu na emisji wysokoenergetycznych jąder helu-4, lub rozpadowi beta, polegającemu na emisji elektronów lub pozytonów. Po rozpadzie jądro może znaleźć się w stanie wzbudzenia, co może prowadzić do emisji wysokoenergetycznych fotonów (emisja gamma).
Badania nad słabymi i silnymi oddziaływaniami jądrowymi (oddziaływania słabe zostały opisane przez Enrica Fermiego w teorii Fermiego) zostały doprowadzone do etapu zderzania jąder i elektronów z bardzo wysokimi energiami. W ten sposób powstała fizyka cząstek elementarnych, której najważniejszym elementem jest Model Standardowy, ujednolicający oddziaływania silne, słabe i elektromagnetyczne.