En 1909, Rutherford a mené sa célèbre expérience en feuille d'or, qui a conduit à la découverte du noyau atomique. Il a observé que les particules alpha, connues pour être chargées positivement, étaient déviées par la feuille d'or, certains rebondissant même. Cela l'a amené à proposer que l'atome avait un noyau dense et positivement chargé en son centre.
Plus tard, en 1919, Rutherford, ainsi que ses collègues, ont mené des expériences qui ont montré que lorsque des particules alpha bombardaient de l'azote gazeux, ils ont provoqué l'émission de protons. Ceci, avec d'autres observations, l'a amené à conclure que les particules alpha étaient en fait les noyaux des atomes d'hélium.
Par conséquent, Rutherford est crédité de la découverte que les particules alpha sont des noyaux d'hélium.