Em 1909, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e dois auxiliares, o inglês Ernest Marsden (1889-1970) e o alemão Hans Geiger (1882-1945), 
bombardearam folhas de ouro finíssimas com partículas de carga positiva emitidas por uma fonte radioativa. O resultado causou profunda estranheza. Parte dessas partículas – denominadas radiação alfa – ricocheteavam bruscamente ao atingir a lâmina do metal. Dois anos depois, Rutherford, em letras trêmulas, descreveu sua conclusão: o átomo continha um caroço maciço, de carga elétrica positiva, no qual estavam 99,99% de sua massa. “O átomo é um grande vazio”, resumiu Rutherford. Em 1919, ele associaria a carga positiva nuclear a uma nova partícula: o próton, cerca de 2 mil vezes mais pesado que o elétron.
Um esquema mais detalhado do núcleo atômico se completaria em 1932, quando o físico inglês James Chadwick (1891-1974) mostrou que o próton dividia a desprezível dimensão do núcleo – cujo diâmetro é da ordem de 10-14 metro – com uma partícula sem carga elétrica. Era o nêutron, levemente mais pesado que seu companheiro nuclear. O retrato do átomo parecia apresentar seu contorno final: um núcleo – formado por prótons e nêutrons – orbitado por elétrons. Além desses três, conheciam- se os fótons, as partículas de luz, cuja comprovação experimental havia ocorrido em meados da década de 1920. Porém, uma era nuclear cheia de surpresas estava por vir.
