Rutherford använde en stråle med alfa-partiklar. De hade en rörelsemängd på några MeV/c och med dem kunde han utforska avstånd ned till omkring 10^-12 m. När alfa-partiklarna kolliderade med ett tunt guldfolie upptäckte han att de ibland spreds en förvånansvärt stor vinkel. Han hade upptäckt atomens kärna. Praktiskt taget hela atomens massa och alla positiva laddningarna finns i kärnan.