Ernest Rutherford
McGill yliopistossa olonsa aikana Rutherford otti laboratorioonsa yhä useampia tutkijaopiskelijoita, mukaan lukien naisia joita tuohon aikaan opiskeli yliopistossa vain muutamia. Hän oli kysytty puhuja ja lehtiartikkeleiden kirjoittaja. Hänet valittiin vuonna 1900 Kanadan ja 1903 Lontoon Royal of Society jäseneksi. Hän kirjoitti tällä kaudella myös tärkeimpiä radioaktiivisuuden oppikirjoja. Hänen ensimmäisen kirjansa Radioactivity julkaistiin vuonna 1904. Hänelle myönnettiin apurahoja, hän sai mitaleita ja paljon työtarjouksia. Myöhemmin vuonna 1908 hän sain Nobelin kemian palkinnon tutkimuksistaan alkuaineiden hajoamisesta sekä radioaktiivisten aineiden kemiallisista tuloksistaan. Hämmentynyt Rutherford usein kertoi ystävilleen, että nopein muutos minkä hän tiesi, oli hänen siirtyminen fyysikosta kemistiksi.
Ernest Rutherford
Vuonna 1898 Rutherford otti vastaan McGill yliopiston professuurin Montrealiin Kanadaan (1898–1907). Yliopistolla oli hyvin varustellut laboratoriot, minkä vuoksi Rutherford siirtyi valtameren toiselle puolelle. Hän otti tutkimuksiinsa avukseen nuoren kemistin Frederick Soddyn sekä assistentiksi jatko-opiskelijan Harriet Brooksin. Heidän avullaan hän osoitti radioaktiivisen hajoamisen mysteerin: joidenkin alkuaineiden atomit hajoavat spontaanisti kevyempien alkuaineiden atomeiksi. Tämä oli yksi hänen uransa läpimurroistaan. Selvitettyään, että uraanin lopullinen hajoamistuote on lyijy, Rutherford tajusi, että mittaamalla uraanin ja lyijyn suhteellinen osuus mineraaleissa sekä uraaniatomien hajoamisnopeus voitaisiin selvittää mineraalien ikä. Maaperän näytteiden radioaktiivinen iänmääritys on tärkeä osa nykypäivänkin geologista tutkimusta. Raskaiden alkuaineiden hajoamistutkimusten tuloksena syntyi käsite puoliintumisaika. Aika, jonka kuluessa puolet radioaktiivisen aineen atomiytimistä on hajonnut toisiksi atomiytimiksi. Vuosina 1902–1903 Rutherford ja Soddy kehittivät hajoamisteorian selityksenä radioaktiivisuudelle, mitä pidetään Rutherfordin suurimpana saavutuksena McGillin yliopistossa. Alkemiassa ja siirtymäalkuaineiden teoriassa atomeja pidettiin pysyvinä, mutta Rutherford ja Soddy väittivät, että radioaktiivinen energia tuli atomin sisältä ja spontaanin alfa- ja betahiukkasten emissio merkitsi atomien kemiallista muutosta alkuaineesta toiseen. Kokeellisten tutkimusten ylivoimainen näyttö tukahdutti epäilijät. Rutherford ajatteli alfahiukkasen olevan suurin tekijä tälle kemialliselle muutokselle alfahiukkasen konkreettisen massan vuoksi. Hän määritti alfahiukkaselle positiivisen varauksen, mutta ei saanut vielä selville oliko se vety- vai heliumioni.