اكتشاف العلماء للجسيمات المكونه للذره
قام رذرفورد بتجربته الشهيرة المعروفة باسم تجربة رذرفورد والتي أثبت فيها أن الذرة لديها نواة صغيرة وثقيلة. صمم رذرفورد تجربة لاستخدام جسيمات ألفا المنبعثة من عنصر مشع كمجسات للعالم غير المرئي من البنية الذرية. إذا كان طومسون صحيحًا، فإن الشعاع سيذهب مباشرة من خلال رقائق الذهب، ولكن ذهبت معظم الحزم من خلال الرقائق بينما انعكس بعضها.
قدّم رذرفورد نموذجه الفيزيائي الخاص به للجسيمات الأصغر من الذرة، كتفسير للنتائج التجريبية غير المتوقعة. في هذا النموذج، تتكون الذرة من شحنة مركزية وهي المعروفة حديثًا بنواة الذرة، على الرغم من أن رذرفورد لم يستخدم مصطلح "النواة" في ورقته. كما افترض أن تلك الشحنة المركزية مُحاطة بسحابة من الإلكترونات والتي افترض أنها تدور حولها. ألزم رذرفورد نفسه في هذه الورقة البحثية التي صدرت في مايو 1911 بوجود منطقة مركزية صغيرة ذات شحنة موجبة عالية جدًا في الذرة.
وللحصول على نتيجة ملموسة، فكّر رذرفورد في مرور جسيم ألفا عالي السرعة من خلال ذرة لها شحنة مركزية موجبة، وتحيط بها شحنة سالبةتعويضية من الإلكترونات.
وبأخذ بالاعتبارات الحيوية البحتة لمدى قدرة الجزيئات المعروف سرعتها على الاختراق باتجاه شحنة مركزية قدرها 100 وحدة، كان رذرفورد قادرًا على حساب نصف قطر شحنة رقائق الذهب، والتي افترض أنها يجب ألّا تقل عن 3.4 × 10−14 متر. كان ذلك في ذرة ذهبية يُقدّر قطرها بـ 10−10 متر - وهي نتيجة مدهشة للغاية، حيث أنها تتضمن مرور شحنة مركزية قوية أقل من 1/3000 من قطر الذرة.
