I 1909 begynte Rutherford og hans medarbeidere systematisk å utforske atomets struktur ved å benytte spredning av alfapartikler. Dette gullfolieeksperimentet viste at Thomson modell var helt feil. Den positive ladningen i atomet var konsentrert i en mye mindre, men meget tung atomkjerne med elektronene i baner utenfor. Få år senere brukte Niels Bohr denne Rutherfords atommodell som utgangspunkt for en ny og mer konkret modell hvor atomets stabilitet ble forklart ved den første bruk av en ny kvantemekanikk.