בניסוי עלה הזהב שיגרו הנס גייגר וארנסט מרסדן, עמיתים של רתרפורד אשר עבדו בהדרכתו, חלקיקי אלפא דרך יריעה דקה של זהב ולעבר מסך פלואורסצנט אשר הקיף את היריעה. עקב המסה הזעירה של האלקטרונים, התנע הגבוה של חלקיקי האלפא והפיזור האחיד של המטען החשמלי שנחזה לפי מודל עוגת הצימוקים, ציפו הנסיינים כי כל חלקיקי האלפא יעברו דרך האטומים ללא הסטה ניכרת, או ייבלעו בהם. לתדהמתם, חלק קטן מחלקיקי האלפא חוו הסטה משמעותית. תוצאה זו הביאה את רתרפורד להציע את המודל הפלנטרי של האטום, שבו אלקטרונים נקודתיים נעו במסלולים בחלל מסביב לגרעין האטום, כמו כוכבי הלכת (פלנטות) הנעים סביב השמש.