Ernest Rutherford
Kouluvuodet > Tutkimustyö ja saavutukset yliopistoissa > Cambridgen yliopisto, Cavendishin Laboratorio, England (1919–1937 )

Sodan jälkeen vuonna 1919 hän palasi yliopistotutkimuksen juurilleen ja sai kunnian täyttää Cambridgen kokeellisen fysiikan professorin viran sekä Cavendishin laboratorion johtajan paikan kuuluisan sir J. J. Thomsonin työn jatkajana. Hänen aikansa kului nyt myös hallinnollisiin tehtäviin, joten hänellä ei enää ollut niin paljon aikaa keskittyä tutkimuksiin kuin aikaisemmin.
Rutherford pyysi Manchesteristä mukaansa jatko-opiskelijansa James Chadwickin, joka tuli Cavendishiin jatkamaan heidän yhteisiä tutkimuksiaan. Laboratoriokokeissa he pommittivat kevyitä atomeja alfasäteilyllä saaden aikaan niiden rakenteen muutoksia, mutta he eivät onnistuneet tunkeutumaan alfa-säteilyllä raskaampien alkuaineiden ytimiin. Alfsäteilyn ja raskaampien atomien ytimien väliset keskinäiset varaukset näyttivät hylkivät toisiaan. Lisäksi he eivät saaneet selvitettyä heijastuiko alfahiukkanen takaisin vai yhdistyikö se kuitenkin pommitettavaan ytimeen. Lopulta teknologian kehitys mahdollisti näiden kysymysten selvittämisen 1920-luvun loppupuolella. Sillä välin ensimmäisenä vuosikymmenenään yliopiston professorina ja laboratorion johtajana Rutherfordin pääpaino oli ensimmäisen luokan tutkimusryhmien perustamisessa. Hän osoittautui inhimilliseksi ja kannustavaksi johtajaksi, joka piti huolen siitä, että opiskelijat saivat itse kunnian tutkimuksistaan, joita hän oli mentoroinut. Hän kampanjoi yliopistolla sen puolesta, että naiset saisivat samat oikeudet kuin miehet.
Vuonna 1925 Rutherford matkusti viimeisen kerran, Australiaan ja Uuteen-Seelantiin. Kuuden viikon vierailullaan Uudessa-Seelannissa hän antoi useita yleisöluentoja. Missä tahansa hän luennoikin, hän sai kunnioitettavan vastaanoton. Salit olivat täynnä ihmisiä, jotka halusivat kuulla atomin rakenteesta hänen kertomanaan. Rutherford julisti, että hän on aina ollut ylpeä siitä, että on uusiseelantilainen. Hän antoi tukensa koulutukseen ja tutkimukseen ja suositteli, että tehtäisiin sellaista tieteellistä tutkimusta, josta olisi hyötyä maanviljelijöille. Hänen tukensa seurauksena Uuteen-Seelantiin perustettiin tieteellisen ja teollisen tutkimuksen laitos vuonna 1926. Uuden-Seelannin vierailullaan hän vietti aikaansa myös sairastuneiden vanhempiensa tukena.
Rutherfordien ainoa tytär Eileen oli naimisissa Cavendishin laboratorion matemaattisen fyysikon Ralph Fowlerin kanssa. Heillä oli neljä lasta, jotka kaikki kouluttautuivat korkeasti. Suru laskeutui Rutherfordin perheen ylle, kun Eileen kuoli vuonna veritulppaan vain 29 vuoden ikäisenä 9 päivää nuorimman lapsensa syntymän jälkeen ja vain kaksi päivää ennen joulua 1930. Saman vuoden uutena vuotena Rutherford aateloitiin paroniksi, Nelsonin paroni Rutherfordiksi, mutta tämä kunnianosoitus jäi tyttären kuoleman surun varjoon.
Teknologian kehityksen myötä 1930 luvun vaihde oli Rutherfordin tutkimusryhmien kulta-aikaa. Vuonna 1932 James Chadwick löysi neutronin ja osoitti tällä, että ydin koostui protoneista ja neutroneista. Rutherford oli kymmenisen vuotta aiemmin ennustanut neutronin olemassaolon ja ohjastanut Chadwickia tutkimuksissaan eteenpäin kertomalla, mitä ominaisuuksia neutronilta tulisi löytyä. Samana vuonna John Cockcroft ja Ernest Walton onnistuivat jakamaan litiumatomin pommittamalla sitä protoneilla, vetyatomin ytimillä, jotka oli kiihdytetty erittäin suureen nopeuteen korkeajännitekiihdyttimen avulla. Litiumatomi jakautui kahdeksi alfahiukkaseksi. Pari sai työstään myöhemmin Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1951.
Sumukammion keksimisen jälkeen (englantilainen fyysikko Charles Wilson, Nobelin fysiikan palkinto vuonna 1927) saatiin visuaalisia todisteita siitä, mitä törmäyksissä oikein tapahtui. Englantilainen fyysikko Patrick Blackett tutki sumukammion avulla 400 000 alfahiukkasen törmäystä ja havaitsi, että suurin osa niistä oli tavallisia elastisia törmäyksiä. Osassa törmäyksistä tapahtui kuitenkin hajoamista. Näissä alfasäteily tunkeutui kohdeionin ytimeen, minkä jälkeen ydin jakautui kahteen osaan. Tämä oli erittäin tärkeä askel ydinreaktioiden ymmärtämiseen ja Blackett palkittiinkin tuloksistaan Nobelin fysiikan palkinnolla vuonna 1948. Suuri tieteellinen aikakausi oli saanut alkunsa Rutherfordin ohjauksessa. Vuosia sitten Rutherford oli olettanut, että atomin ytimeen tunkeutuminen vaatisi hiukkasia, jotka olisi kiihdytetty muutaman miljoonan voltin avulla, jotta niiden energia vastaisi radioaktiivisista atomista poistettujen hiukkasten energiaa. Tämän vuoksi hän vuosia painosti maansa teollisuutta kehittämään korkean jännitteen lähteitä. George Gamow ja Norman Feather omissa tutkimuksissaan teki kuitenkin havainnon, joka osoitti, että alempienergiset hiukkaset olisivatkin tehokkaampia tunkeutumaan atomin ytimeen. Rutherford teetätti matalampijännitteisen hiukkaskiihdyttimen, jossa oli paljon parempi hiukkasten virtaus. Tämän seurauksena Gilbert Lewis onnistui kokeiluissaan tekemään raskaampia vetyjä, deuteriumia ja tritiumia, sekä kevyttä heliumia (He-3). Tämän seurauksena vuonna 1932 Rutherford, australialainen fyysikko Mark Oliphant ja saksalainen kemisti Paul Harteck yhteistyössä saivat aikaan ensimmäisen fuusioreaktion. He pommittivat deuteriumia (2H) deuteroneilla (2H+) saaden aikaan tritiumia (3H). Rutherford toivoi, ettei ydinfissiota, minkä avulla uraanista voitaisiin tehokkaasti vapauttaa energiaa, löydettäisi ennen kuin ihmiset osaisivat elää sovussa naapuriensa kanssa. Tämä onnistui kuitenkin jo pari vuotta hänen kuolemansa jälkeen.