ரேடியம் (Ra) அல்லது பொலோனியம் (Po) போன்ற கதிரியக்க மூலகம் ஒரு ஈயக் குற்றியினுள் வைக்கப்பட்டு, அதிலிருந்து வெளிவரும் அதியுயர் சக்தியுடைய α துணிக்கைகள் ஒரு ஒடுங்கிய நேரிய கற்றையாகப் பெறப்பட்டன. இலக்காக மிக மெல்லிய தங்கத் தகடு பயன்படுத்தப்பட்டது — தகடு மெல்லியதாக இருப்பதன் காரணம், அதனூடாகச் செல்லும் α துணிக்கைகள் பல அணுக்களுடன் மோதிப் பல்கூற்றுச் சிதறலுக்கு உள்ளாகாமல், தனித்த அணுக்களுடன் மாத்திரமே இடைத்தாக்கத்தில் ஈடுபடுவதை உறுதிசெய்வதற்காகும்.
தங்கத் தகட்டைச் சுற்றி நாக சல்பைட்டு (ZnS) பூசப்பட்ட வட்ட வடிவமான ஒளிரும் திரை வைக்கப்பட்டது. கண்ணுக்குப் புலப்படாத α துணிக்கைகள் இத்திரையில் மோதும்போது சிறிய ஒளிர்ப்புகள் (scintillations) தோன்றும்; இருட்டறையில் நுணுக்குக்காட்டியின் உதவியுடன் கைகரும் மார்ஸ்டனும் இந்த ஒளிர்ப்புகளை அவதானமாக எண்ணிப் பதிவு செய்தனர்.
தாம்சனின் மாதிரிப்படி நேர்மின்னேற்றமானது அணு முழுவதும் ஒரு சீராகப் பரவியிருந்தால், திணிவு மிக்க α துணிக்கைகள் அணுவினூடாக ஊடுருவிச் செல்லும்போது பாரிய விலகல்கள் எதுவும் ஏற்படக்கூடாது — ஒரு கடதாசியினூடாகத் துப்பாக்கி ரவை செல்வது போன்று மிகச் சிறிய விலகல்களுடன் மாத்திரமே செல்ல வேண்டும் என எதிர்பார்க்கப்பட்டது.
ஆனால் உண்மையில் அவதானிக்கப்பட்டது வேறு: (1) பெரும்பாலான (சுமார் 99.99%) α துணிக்கைகள் எவ்வித விலகலுமன்றித் தங்கத் தகட்டினூடாக நேராக ஊடுருவிச் சென்றன. (2) ஒரு சில α துணிக்கைகள் சிறிய கோணங்களிலும், மிகச் சில (சுமார் 8,000 இல் ஒன்று) 90° க்கும் மேற்பட்ட பெரிய கோணங்களிலும் சிதறடிக்கப்பட்டன. (3) மிக மிகச் சொற்பமான α துணிக்கைகள் (சுமார் 20,000 இல் ஒன்று) சென்ற பாதையிலேயே 180° கோணத்தில் மீண்டும் பின்னோக்கித் தள்ளப்பட்டன.
பெரும்பாலான α துணிக்கைகள் தடையின்றி நேராகச் சென்றமையால், அணுவானது திணிவற்ற பெரும் வெற்றிடத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பது தெளிவானது. நேர்மின்னேற்றமுடைய வேகமான α துணிக்கைகளை வலுவாக எதிர்த்துப் பாரிய கோணங்களில் விலக்கமுறச் செய்ய, அணுவின் நேர்மின்னேற்றம் முழுவதும் ஒரு மிகச்சிறிய மையப் பகுதியில் மட்டுமே செறிந்து காணப்பட வேண்டும் — இதுவே அணுக்கரு எனப்பட்டது. கனமான α துணிக்கைகளைப் பின்னோக்கித் தள்ளுவதற்கு அணுக்கருவானது மிக அதிக அடர்த்தியைக் கொண்டதாக இருத்தல் வேண்டும் என்பதால், அணுவின் திணிவு முழுவதும் அதன் சிறிய கருவிலேயே குவிந்துள்ளது என்றும், இலத்திரன்கள் இந்த மையக் கருவிற்கு வெளியே அணுவின் வெற்றிடப் பகுதியில் சுற்றி வருகின்றன என்றும் அவர் முடிவு செய்தார்.
ஓர் அணுவின் ஆரை சுமார் 10⁻¹⁰ m அளவிலும், அணுக்கருவின் ஆரை சுமார் 10⁻¹⁵ m அளவிலும் காணப்படும் — அதாவது, கருவானது அணுவை விட 100,000 மடங்கு சிறியது. அணுவானது ஒரு பெரிய உதைபந்தாட்ட மைதானத்தின் அளவைக் கொண்டிருந்தால், அணுக்கருவானது அம்மைதானத்தின் நடுவே வைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு சிறிய பட்டாணியின் அளவிற்கே சமமானதாகும் — மீதமுள்ள பிரம்மாண்டமான வெளி முழுவதும் வெறுமையானதே.
ரூதர்போர்டின் மாதிரி அணுக்கருவைச் சரியாகக் கணித்தாலும், இலத்திரன்களின் இயக்கம் தொடர்பில் இரண்டு பாரிய சிக்கல்களை எதிர்கொண்டது. முதலாவதாக, மின்காந்தவியற் கொள்கைகளின்படி மையநோக்கி முடுக்கப்படும் ஏற்றமுடைய துணிக்கை தொடர்ச்சியாக மின்காந்தக் கதிர்வீச்சை உமிழ வேண்டும் — எனவே சுற்றும் இலத்திரன் சக்தியைத் தொடர்ச்சியாக இழந்து சுருள் பாதையில் கருவினுள் வீழ்ந்து அணு அழிவடைய வேண்டும், ஆனால் அணுக்கள் உறுதித்தன்மை வாய்ந்தவை. இரண்டாவதாக, இலத்திரன் தொடர்ச்சியாகச் சக்தி உமிழ்ந்தால் உமிழ்வு நிறமாலை தொடர்ச்சியானதாக இருக்க வேண்டும்; ஆனால் ஐதரசன் போன்ற மூலகங்கள் ஏன் தனித்துவமான கோட்டு உமிழ்வு நிறமாலையை (line emission spectrum) வெளிப்படுத்துகின்றன என்பதை இம்மாதிரியால் விளக்க முடியவில்லை.