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A finales del siglo XIX no estaba claro cómo estaba constituida la materia. Si bien la mayoría de los científicos no dudaban que la materia estaba compuesta por átomos, ninguno de ellos tenía la menor idea de cómo eran dichos átomos. El ejemplo más representativo de lo que se sabía acerca del tema está muy bien descrito en el discurso que pronunció el eminente químico y físico inglés William Crookes en el Congreso de la British Association for the Advancement of Scienc.
Si, como Newton, intentamos visualizar a un átomo como un cuerpo duro, esférico, o, como Boscovitch y Faraday, considerarlo como un centro de fuerza, o aceptar la teoría atómica vorticial de lord Kelvin, un átomo aislado es una entidad desconocida difícil de concebir.
Según el modelo de Rutherford de 1911 el átomo tenía que estar constituido por un núcleo muy masivo y muy pequeño en comparación con el tamaño del átomo. Era la única forma de explicar que hubiese partículas alfa que al ser lanzadas contra los átomos se desviasen a ángulos mayores de 90 grados como se muestra el la figura. Los experimentos de Marsden y Geiger de 1913 confirmaron la teoría de Rutherford. Había nacido la Física nuclear.