Cette expérience a mené à 3 conclusions absolument « sensationnelles » pour l’époque : 1 - "la matière est vide", car la plupart des particules passent à travers sans interaction, ce qui signifie qu’elle est concentrée dans des petits volumes 2 – Certaines particules sont néanmoins diffusées de manière "violente", jusqu’à faire demi-tour parfois : Ceci montre que les particules ont été soumises au champ des charges positives des atomes (les protons), qui les repoussent, beaucoup plus qu’aux charges négatives (électrons). Il s’ensuit que les charges négatives sont « diluées » et qu’il existe au centre des atomes un "noyau" extrêmement petit et de charge exclusivement positive.

3 – Le fait que les électrons ne sont pas mélangés avec les protons et sont situés à des distances de ce noyau beaucoup plus grandes que sa taille est une surprise. E. Rutherford y refléchira pendant 2 ans avant de proposer ce modèle ! Il faudra de nombreuses années pour que cette structure soit admise et comprise par la communauté scientifique. En effet, en mécanique classique, seule connue à cette époque, les électrons devraient tourner autour du noyau, rayonner de l’énergie électromagnétique et finir par "tomber" sur le noyau et, ainsi, on aboutit à une contradiction complète. Cette contradiction va obliger à considérer les particules comme des ondes et contribuer à fonder la mécanique quantique, ce qui va demander une quinzaine d’années supplémentaires (équation de Schrödinger, 1925).

Rutherford en déduit que cette déviation de particules alpha positives ne peut résulter que de la présence d'un corps chargé positivement (puisqu'il y eu répulsion). De plus, puisque la majorité des particules alpha ne sont pas déviées, c'est qu'elles ne rencontrent pas de matière, donc que la majeure partie des atomes est vide.
En 1911, Rutherford propose son modèle atomique: • L'atome offre des espaces vides immenses. • Le centre de l'atome, qu'il nomme «noyau» est minuscule et dense. Il