Nel 1909, Rutherford condusse il suo famoso esperimento in foglio d'oro, che portò alla scoperta del nucleo atomico. Osservò che le particelle alfa, che erano note per essere caricate positivamente, erano deviate dal foglio d'oro, con un po 'addirittura che rimbalzava. Ciò lo portò a proporre che l'atomo avesse un nucleo denso e carico positivamente al centro.
Più tardi, nel 1919, Rutherford, insieme ai suoi colleghi, conduceva esperimenti che dimostrarono che quando le particelle alfa bombardavano il gas di azoto, causarono l'emissione di protoni. Questo, insieme ad altre osservazioni, lo ha portato a concludere che le particelle alfa erano in realtà i nuclei degli atomi di elio.
Pertanto, a Rutherford è attribuito la scoperta che le particelle alfa sono nuclei di elio.