Aston nació el 1 de septiembre de 1877 en Birmingham, cuna de la Revolución Industrial británica. Su abuelo era armero, por lo que tuvo acceso a la metalurgia y la artesanía a una edad temprana y desarrolló sus habilidades. Cuando era niño, le encantaba hacer juguetes mecánicos. Montó un taller de metalurgia en su casa, innovó muchas herramientas e incluso construyó su propia motocicleta. También le gusta hacer experimentos de química y vacío. El descubrimiento de los rayos X por parte de Roentgen lo inspiró a intentar fabricar su propio tubo de rayos X. Para extraer el vacío, inventó una nueva bomba de vacío Plunch y la utilizó para estudiar la Zona Oscura de Crookes en los tubos de descarga. En 1903, descubrió una zona oscura especial llamada Aston Dark Zone. En 1909, Aston era profesor de física en la Universidad de Birmingham.
En ese momento, la investigación ortográfica de Just Thomson en el Laboratorio Cavendish logró algunos resultados. Esta técnica experimental es bastante compleja y requiere la ayuda de técnicos experimentados. Por ello, J.J. Thomson buscó una figura importante en su amigo J.H. Beeding, quien le recomendó a su alumno Aston. En 1910, Aston llegó al Laboratorio Cavendish y se convirtió en asistente de J.J.
J.J. Thomson lleva varios años realizando investigaciones sobre ortografía y ha publicado ocho artículos. Este trabajo fue originalmente una continuación de la investigación de las rayas del canal completada por W. Wien en 1898, pero J.J. Thomson ha realizado mejoras considerables. El método básico del experimento consiste en utilizar campos magnéticos y eléctricos para desviar la luz normal y mostrar una trayectoria parabólica en la pantalla o en una fotografía, calculando así de forma aproximada su relación carga-masa y su velocidad. Pero las imágenes eran pobres y en ocasiones ni siquiera era posible identificar las trayectorias de las diferentes partes.
Después de que Aston participó en el trabajo de ortopedia, realizó muchas mejoras en el dispositivo experimental. Utilizó una gran esfera de vidrio como tubo de descarga de baja presión, diseñó y preparó una cámara especial adecuada para fotografiar trayectorias parabólicas e hizo una microbalanza muy sensible y dependiente del tiempo para medir la densidad del gas después de la separación. En el verano de 1912, construyó un instrumento de medición de rayos orto mejorado. Después de que se evacua el aire dentro de la carcasa esférica, en la foto se pueden ver una serie de parábolas. Estas parábolas son las trayectorias de los iones de carbono, oxígeno, cobalto, dióxido de carbono, hidrógeno, H2 y mercurio respectivamente. Aunque la resolución del instrumento no es alta, se pueden separar parábolas con una diferencia de calidad del 10%.
En esta época, Thomson obtuvo gas neón para tubos de neón de su colega J. Dewar en la Royal Institution. Cuando puso neón en la capa esférica de descarga, inesperadamente, en el neón con una masa atómica de 20,2 aparecieron dos parábolas, una era muy gruesa y la otra tenía 22 unidades de masa atómica, que era muy tenue.
El experimentador no pasó por alto esta situación anormal. Más tarde se enteró de que en realidad se trataba de isótopos de neón 20Ne y 22Ne, pero en 1913 Soddy no había completado su trabajo sobre los isótopos y el término "isótopos" ni siquiera apareció. J.J. Thomson hizo una estimación preliminar y creyó que podría tratarse de una molécula especial NeH2 con un peso molecular de exactamente 22.
Pero Aston se negó a aceptar el veredicto, esperando sacar conclusiones de los hechos. Entonces encontró el neón más puro para probar y el resultado seguía siendo dos parábolas, exactamente iguales que antes. Esto fortaleció la confianza de Aston de que se trataba de dos luces de neón diferentes.
Aston quiere utilizar varios métodos para demostrar la existencia de dos tipos de neón. Uno consiste en separar dos sustancias de diferentes masas y el otro consiste en mejorar aún más el método de desviación de rayos positivos. Primero fraccionó el neón utilizando carbón activado enfriado por aire líquido, pero fracasó. Posteriormente, se utilizó el método de difusión de tubos cerámicos porosos para el fraccionamiento, pero el efecto no fue significativo. A partir de 1914, cambió al método de difusión continua automática. Desafortunadamente, no utilizó enfriamiento a baja temperatura y el efecto aún no fue excelente.
Poco después de que estalló la guerra, Aston ingresó a la Royal Aircraft Factory en Farnborough como químico. Aunque salió del laboratorio, a menudo quería separar las luces de neón en su mente. No sabe mucho sobre física, por lo que rara vez tiene la oportunidad de discutir temas con grandes científicos. Durante la guerra, un grupo de físicos se reunió en una fábrica de aviones. Pasó su tiempo libre discutiendo el tema de los rayos positivos con estos físicos, y aprendió de ellos muchos conocimientos teóricos, incluso teoría cuántica.
Debido al estímulo de los científicos y a su propio pensamiento continuo, cuando regresó al Laboratorio Cavendish en 1919, inmediatamente se propuso separar dos tipos diferentes de neón mediante enfoque electromagnético. Posteriormente lo logró. Aston llamó a su instrumento espectrómetro de masas.
En este tema, J.J. Thomson obviamente no se mostró tan entusiasmado como su asistente. Aunque no insistió en el NeH2, no admitió que los dos componentes fueran isótopos de neón. Creía que el concepto de isótopos sólo podía utilizarse en elementos radiactivos, y todavía se oponía a él cuando se discutió en la Royal Society en 1921.
Posteriormente, Aston continuó utilizando espectrómetros de masas para analizar otros elementos y descubrió isótopos de muchos elementos. J.J.
Atrévete a ceñirte a tus propias opiniones y no seas supersticioso con la autoridad. Se puede decir que ésta es la tradición científica del Laboratorio Cavendish. J.J. Thomson alguna vez tuvo una opinión equivocada, pero una vez que se dio cuenta de que estaba equivocada, dejó de aferrarse a ella. Todos son iguales ante la práctica y la verdad, independientemente de la jerarquía. Este es un principio básico del trabajo científico.