Pada tahun 1909, caral atom Thomson digantikan oleh mantan muridnya, Ernest Rutherford, yang menemukan bahwa sebagian besar massa atom, serta muatan positifnya, terkonsentrasi di pusat volume totalnya, memprediksi bahwa pecahan tersebut berada di tengah.
Itu pada tahun 1911, ketika Hans Geiger dan Ernest Marsden, di bawah pengawasan Ernest Rutherford , melakukan percobaan bersama yang terdiri dari peluncuran partikel alfa (inti helium-4 terionisasi, yang terdiri dari dua neutrot dan dua proton) dari sumber radioaktif, terhadap foil emas. Partikel-partikel ini menabrak layar fluorescent yang ditempatkan di sekitar lembaran logam.
Para ilmuwan ini, mengikuti caral Thomson, dan mempertimbangkan momentum partikel alfa dan mengambil massa elektron sebagai minimum, berharap bahwa hasil percobaan mereka adalah bahwa semua partikel alfa akan melewati kertas emas tanpa memutar lintasannya.., atau gagal, bahwa partikel tersebut diserap oleh lembaran, namun, mereka terkejut melihat bahwa sejumlah kecil partikel alfa dialihkan dari jalurnya, tidak mengikuti prediksi mereka.
Dengan demikian Rutherford, mengikuti hasil percobaan “foil emas” , mengusulkan caral atomnya, menolak caral Thomson, yang berlaku sampai saat itu. Dalam caral ini, elektron berputar di sekitar nukleus, bagian baru dari atom. Proposal ini mensimulasikan sistem planet.
Berkat percobaan foil emas, Rutherford menunjukkan bahwa atom praktis kosong, memusatkan sebagian besar massanya di bagian tengah, yaitu di inti . Dia menyimpulkan bahwa sebagian besar atom itu kosong karena sebagian besar partikel yang diproyeksikan mengikuti garis lurus, dan sejumlah partikel menyimpang, menunjukkan keberadaan inti. Inilah bagaimana penemuan nukleus dikaitkan dengan fisikawan Jerman ini.
Nukleus, bagian tengah atom, adalah tempat sekitar 99,9% dari total massa terkonsentrasi , yang dikaitkan dengan muatan positif. Itu terdiri dari neutron dan proton (jumlah ini dikenal sebagai nukleon ), dihubungkan oleh interaksi nuklir.
Partikel penyusun inti adalah proton dan neutron :
- Proton adalah partikel subatomik, bermuatan positif. Jumlah proton dalam setiap atom menunjukkan posisi unsur dalam tabel periodik, karena bertepatan dengan nomor atom , yang diwakili oleh huruf Z. Inti yang memiliki Z yang sama dikenal sebagai isotop. Penemuan partikel ini dikaitkan dengan JJThomson.
- Neutron adalah baryon, yaitu partikel subatomik yang terdiri dari tiga quark . Partikel-partikel ini ketika mereka berada di luar nukleus (yang berbagi dengan proton), tidak stabil, dengan waktu paruh hanya beberapa menit, dan dapat menjadi proton dengan memancarkan elektron dan antineutrino. Massa neutron sangat mirip dengan proton. Berkat kehadirannya inti memiliki stabilitas. Itu pada tahun 1920, ketika Rutherford mengusulkan keberadaan partikel ini, sehingga mampu menjelaskan bahwa inti tidak terpisah karena tolakan elektromagnetik yang diberikan oleh proton.