Ao final de 1910, Rutherford encontrou significado para as deflexões em grandes ângulos e mesmo os retroespalhamentos. Formulou, então, sua teoria do espalhamento alfa, que, em essência, considerava que a deflexão era o resultado de uma única interação entre a partícula alfa (com dupla carga elétrica positiva) e a carga positiva do átomo. Porém, esta agora estaria concentrada em uma minúscula região central do átomo, o núcleo atômico. Os elétrons, por sua vez, estariam orbitando o núcleo (como um sistema planetário), em uma região esférica de raio comparável com o tamanho do átomo – que à época se sabia ser aproximadamente 2 x 10-8 cm.
Sem recuoRutherford supôs também que o núcleo atômico não sofria recuo (ou retrocesso), em virtude de quase toda a massa do átomo estar nele concentrada – no caso do ouro, a massa do núcleo chega a ser quase 50 vezes maior que a da partícula alfa.
Como lâmina transparenteA hipótese de Rutherford do núcleo do átomo era inteiramente compatível com a observação de que a grande maioria das partículas alfa incidentes passava pela lâmina de ouro sem sofrer desvios apreciáveis, como se a lâmina fosse transparente a elas.
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