Em 1909, Rutherford incumbiu um jovem estudante, o físico anglo-neozelandês Ernest Marsden (1889-1970), de procurar por partículas alfa defletidas em ângulos bem maiores que uns 10 graus. Marsden, no lugar da mica, usou folhas finíssimas de ouro. Para detectar alfas, montou uma tela com sulfe- to de zinco que podia se mover em todas as direções em torno do centro das deflexões das partículas alfa. Com auxilio de uma luneta focalizada sobre a tela, era possível observar, em uma sala escura, os pontos luminosos individualizados, resultado da colisão das partículas alfa contra a tela. Com esse instrumento, Marsden podia contar o número de alfas em determinado angulo de desvio em relação à direção de incidência.
Perplexidade de todosPara perplexidade de todos, Marsden descobriu que umas poucas partículas alfa eram lançadas para trás, atingindo a tela de cintilações perto da região da fonte. Essas partículas estavam sendo desviadas por um ângulo bem maior que 90 graus, ou seja, elas estavam sendo literalmente refletidas por uma finíssima folha de ouro.
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