Lisansüstü çalışmaları sırasında yaptığı Altın Varak Denemeleri sayesinde Ernest Rutherford, atomların bir çekirdek tuttuğunu keşfetti. Bu deneyler ve bulgular 1911'de yayınlandı. Geiger sayacının başlangıcı da.
Rutherford, dar alfa parçacıkları demeti ince bir mika veya metal filme ateşlendiğinde aynı kirişin genişlediğini keşfetti. Deney, bu parçacıkların 20.000 tanesinden birinin ara sıra 90 derecelik bir açıyla döndüğünü keşfetti. Bu keşif Rutherford'u bir atomun sadece bir yüzer elektron bulutu olarak değil, kütlesinin çoğunu tutan pozitif yüklü bir merkeze sahip olduğu fikrine yönlendirdi. Rutherford bu kütleye bir çekirdek adını verdi. Keşfi, sadece pozitif yüklü atomun bir parçası olmadığını, aynı zamanda atom standartlarına göre ağır olduğunu gösterdi. Atomlardaki benzer yüklerin birbirlerinden sapmalarına neden olduklarını, aynı yükün birbirlerini ittiklerini söyledi. Rutherford ayrıca atomun çekirdeğinin atomun toplam kütlesine kıyasla nispeten küçük olduğunu da bir araya getirdi. Mantıksal sonuç, atomların elektron bulutları olduğunu varsaydığı JJ Thompson'un atomun toplam kütlenin böylesine küçük bir alanını almasından dolayı kısmen haklı olmasıydı.
