Stanowiło to dla fizyków poważny problem, bo oznaczało naruszenie zasady zachowania energii w rozpadzie beta.
W 1905 roku Albert Einstein sformułował zasadę równoważności masy i energii. Mimo że badania radioaktywności prowadzone przez Becquerela, Pierre'a Curie i Marię Skłodowską-Curie poprzedziły sformułowanie tej zasady przez Einsteina, wyjaśnienie źródła energii radioaktywności stało się możliwe dopiero po odkryciu, że jądro atomowe składa się z mniejszych cząstek – nukleonów.
Odkrycie jądra atomowego thumb|200px|Eksperyment Rutherforda. Górny rysunek: według teorii Thomsona cząstki alfa swobodnie pokonują wnętrze atomu. Dolny rysunek: obserwowany rezultat eksperymentu: niewielka część cząstek jest odbijana ukazując mały skoncentrowany w niewielkiej przestrzeni ładunek dodatni W 1907 roku Ernest Rutherford opublikował artykuł . Hans Geiger rozwinął pracę Rutherforda. Geiger i Rutherford prowadzili eksperymenty polegające na przepuszczaniu cząstek alfa przez powietrze, aluminiową folię i złote płytki. W 1909 roku Geiger i Ernest Marsden opublikowali kolejne artykuły, a w 1910 Geiger napisał obszerną pracę na ten temat.