Attraverso gli esperimenti di Gold Foil che ha eseguito durante i suoi studi universitari, Ernest Rutherford ha scoperto che gli atomi avevano un nucleo. Questi esperimenti e i risultati furono pubblicati nel 1911. Durante questo esperimento, Hans Geiger, socio di Rutherford, iniziò anche l'inizio del contatore Geiger.
Rutherford scoprì che quando i fasci stretti di particelle alfa venivano sparati su un sottile film di mica o metallo, quello stesso raggio si allargava. L'esperimento ha portato alla scoperta che 1 su 20.000 di queste particelle ruotava a volte con un angolo di 90 gradi. Questa scoperta portò Rutherford all'idea che un atomo non fosse solo una nuvola di elettroni fluttuanti, ma aveva un centro con carica positiva che manteneva la maggior parte della sua massa. Rutherford chiamò questa massa un nucleo. La sua scoperta ha mostrato che non solo una parte dell'atomo era caricata positivamente, ma era anche pesante per gli standard atomici. Ha ipotizzato che le cariche simili negli atomi inducano loro a deviare l'una dall'altra come magneti con la stessa carica che si respingono a vicenda. Rutherford ha anche scoperto che il nucleo dell'atomo era relativamente piccolo rispetto alla massa totale dell'atomo. La conclusione logica era che JJ Thompson, che aveva ipotizzato che gli atomi fossero nuvole di elettroni, era parzialmente corretto da quando l'atomo occupava un'area così piccola della massa totale.
