1906 yılında Hans Geiger, radyoaktif bir malzemeden ışınlanan alfa parçacıklarının çarpması halinde 'klik' sesleri çıkaran elektrikli bir 'dedektör' geliştirdi. Hareket noktası, yük taşıyan bu parçacıklardan akım üretmenin mümkün olup olmadığı sorusu olmuştu. 1909 yılında Ernest Marsden'le birlikte, Rutherford'un laboratuvarında, atomun yapısını incelemeye başladılar. Yaptıkları deneyde alfa parçacıklarını, 0.00006 cm incelikteki bir altın folyo üzerine odaklamışlardı. Parçacıkların hemen hepsi folyonun öte tarafına geçer ve bunların büyük çoğunluğu hiçbir sapmaya uğramazken, %0.1 kadarı sapıyor veya saçılıyor, bazıları ise folyonun gerisine doğru, neredeyse 180 derecelik açılarla sektiriliyordu. Rutherford'un bu verilerden hareketle vardığı sonuca göre; atom neredeyse 'fos', pardon yani bomboş çıkmıştı. Alfa parçacıklarının ezici çoğunluğuna geçit veren altın atomlarının, büyük oranda boşluktan oluşması, fakat küçük bir kısmının da, alfa parçacıklarını saptıracak kadar sert ve yoğun olması gerekiyordu. Bu yoğun kısma 'çekirdek' adını verdi ve çekirdeğin, atomun kütlesinin büyük bir kısmını oluşturduğu kanaatine vardı. Alfa parçacıklarını saptırdığına göre, çekirdeğin de artı yüklü olması gerekiyordu. Aynı yıl, R.A. Millikan, yağ damlacığı deneyiyle, elektronların yükünü ölçtü. Hepsi de aynı yükü taşıyordu. Yükün kütleye oranı (e/m) Thompson deneyinden biliniyor olduğundan, elektronun kütlesi 9.10 x 10^-28 gram olarak hesaplandı. (amma diyet)

Rutherford ise bu arada, nitrojen atomlarını alfa parçacıklarıyla bombardıman etmiş ve alfa parçacıklarından daha hafif, artı yüklü bir parçacık elde etmişti. 'Proton' adını verdiği bu parçacıkların, çekirdekleri oluşturan temel bir parçacık olduğunu farketti. 1911 yılına gelindiğinde, 'atomun çekirdek modeli'ni önerdi. Bu model merkezdeki, 'proton' adını verdiği artı yüklü parçacıklardan oluşan ağır bir çekirdekle, çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde dolaşan hafif elektronlardan oluşuyordu. Model mantıklı görünse de, iki temel sorunu vardı. Ortada, elektronların yörüngelerde dolaştığına dair hiçbir kanıt yoktu ve neden farklı yörüngelerde dolaştıkları ise, hiç anlaşılamamıştı. Model açısından bu, ciddi bir başka sorun daha yaratıyordu. Çünkü daireler içinde dolaşan, dolayısıyla ivmelenen elektronların ışıyarak enerji kaybetmesi ve protonların çekim gücüne kapılarak çekirdeğe düşmesi gerekiyordu. Yapılan hesaplamalar, Rutherford atomunun milyarda bir saniye içerisinde çökmesi gerektiğini gösterdi. Ama çökmüyordu...