彼は彼の有名なゴールドホイル実験を通してこれを行いました 1911年。この実験では、彼は金箔の薄いシートでアルファ粒子（正に帯電した粒子）を発射しました。 彼は、ほとんどのアルファ粒子がホイルをまっすぐ通過することを観察しましたが、少数は大きな角度で偏向され、一部は跳ね返ったことさえありました。
これにより、ラザフォードは次のように結論付けました。
* 原子はほとんど空間です。 ほとんどのアルファ粒子がまっすぐに通過したという事実は、彼らの道にほとんどないことを意味していました。
* 原子の中心には、小さく、密集した、積極的に帯電した領域が存在します。 彼が核と呼んだこの領域は、アルファ粒子の偏向を担当しています。 また、核の正電荷は、強い正電荷によって反発されたため、一部の粒子が跳ね返った理由を説明しました。
ラザフォードの発見は、原子構造の理解に革命をもたらし、現代の原子モデルの開発への道を開いた。
