Der neuseeländische Atomphysiker Ernest Rutherford experimentierte in Kanada und England sehr intensiv mit der Strahlung chemischer Elemente. Dabei machte er eine grundlegend neue Entdeckung, die unser Bild vom bis heute prägt. Rutherford hatte zuvor herausgefunden, dass radioaktive u.a. sogenannte abgeben, und dass die abgestrahlten Alpha-Teilchen geladene Helium- sind. Diese Alpha-Teilchen durchdrangen mühelos die meisten Materialien. Rutherford untersuchte dabei auch, wie sich Alpha-Teilchen gegenüber Gold verhalten. Zu diesem Zweck hängte er eine hauchdünne Goldfolie in die Mitte eines runden Schirms, der mit beschichtet war. Die Alpha-Teilchen durchschlugen erwartungsgemäß die Folie. Kleine Blitze auf dem hinter der Folie markierten die Alpha-Teilchen-Einschläge. Rutherfords Assistent Geiger hatte die Aufgabe, die Einschlagsblitze in langen Versuchsreihen zu zählen: Er bemerkte, dass die Goldfolie einige wenige Alpha-Teilchen sehr stark ablenkte. Etwa jedes Alpha-Teilchen wurde sogar regelrecht zurückgeworfen, als sei es auf ein festes Hindernis geprallt.
Rutherford war von diesem völlig unerwarteten Ergebnis fasziniert. Zwei Jahre später, im Jahr 1911, veröffentlichte er sein Atommodell, das Rutherford'sche Kern-Hülle-Modell: bestehen aus einem winzigen, geladenen , der mehr als 99,9 Prozent der Masse des darstellt. Diesen umgibt eine große , in der sich fast masselose, geladene bewegen. Mit diesem Modell konnte er das Ergebnis seines Streuversuchs erklären: Die allermeisten Alpha-Teilchen hatten im Streuversuch die riesige, fast leere Hülle der Goldatome mühelos durchschlagen. Nur ein winziger Bruchteil der Alpha-Teilchen war mit den winzigen Atomkernen kollidiert, abgelenkt oder zurückgeworfen worden.