Un atome est constitué d’un noyau chargé positivement en orbite par des électrons. Le noyau est constitué de neutrons non chargés et de protons chargés positivement. Les électrons sont chargés négativement. Au début du XXe siècle, Ernest Rutherford a suggéré que les électrons orbitaient autour du noyau central dense d’une manière analogue aux planètes en orbite autour du soleil. La force centripète nécessaire pour maintenir les électrons en orbite était fournie par la force de coulomb des protons dans le noyau agissant sur les électrons; tout comme la force gravitationnelle du soleil agissant sur une planète fournit la force centripète nécessaire pour maintenir la planète en orbite.

Ce modèle, bien qu’attrayant, n’est pas vrai dans le monde réel. Le rayonnement synchrotron entraînerait une perte d’énergie orbitale de l’électron en orbite et une spirale vers l’intérieur puisque la quantité vectorielle d’accélération de la particule multipliée par sa masse (la valeur de la force nécessaire pour maintenir l’électron en mouvement circulaire) serait inférieure à la force électrique que le proton appliquait à l’électron.

Une fois que l’électron est entré en spirale dans le noyau, l’électron se combinerait avec un proton pour former un neutron et l’atome cesserait d’exister. Ce modèle est clairement faux.