Hij deed dit door zijn beroemde Gold Foil Experiment in 1911. In dit experiment vuurde hij alfa -deeltjes (positief geladen deeltjes) op een dunne vel goudfolie. Hij merkte op dat de meeste alfa -deeltjes dwars door de folie gingen, maar een klein aantal werd onder grote hoeken afgebogen en sommigen stuiterden zelfs terug.

Dit bracht Rutherford ertoe dat:

* Het atoom is meestal lege ruimte. Het feit dat de meeste alfa -deeltjes dwars er doorheen gingen, betekende dat er weinig op hun pad was.

* Een klein, dicht, positief geladen regio bestaat in het midden van het atoom. Deze regio, die hij de kern noemde, is verantwoordelijk voor het afbuigen van de alfa -deeltjes. De positieve lading in de kern legde ook uit waarom sommige deeltjes terug stuiterden, omdat ze werden afgestoten door de sterke positieve lading.

De ontdekking van Rutherford heeft een revolutie teweeggebracht in ons begrip van de atomaire structuur, waarbij de weg werd vrijgemaakt voor de ontwikkeling van het moderne atoommodel.