Men gradvis etter 1903 ble det klart at dette ikke kunne være riktig. Dette skyldes primært at Thomson hadde beregnet spredningstverrsnittet for røntgenstråling i forskjellige stoffer.. Dette var direkte proporsjonalt med antall elektroner i hvert atom. Basert på målinger som hans medarbeider C.G. Barkla hadde gjennomført, kom man frem til at antall elektroner i atomet ikke kunne være mye større enn atomnummeret. Dette ble også snart bekreftet av Thomsons egne beregninger av brytningsindeksen til gasser bestående av atomer beskrevet ved hans modell. Etter 1906 var det da klart at massen til atomet måtte skyldes noe annet enn elektronene. Det mest nærliggende var at den var forbundet med den positive ladningen i atomet. I tillegg ville det nå være så få elektroner i ringene at utstrålingen fra dem ville bli mye større og dermed gjøre dem ustabile. Spesielt kritisk var det for hydrogenatomet som sannsynligvis bare inneholdt et elektron. Atommodellen til Thomson var derfor kommet opp i store vanskeligheter.