1919年1月3日，英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击氮原子，最终得到了氧原子和氢原子。这是人类首次实现了元素的人工转变，也是人类首次实现的人工核反应。
1919年，英国著名物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）发现了质子。
在质子发现100周年之际，CERN COURIER杂志在2019年5月刊登了来自新西兰坎特伯雷大学的约翰·坎贝尔（John Campbell）教授的特辑文章①，详细地讲述了卢瑟福发现质子的来龙去脉。早年的欧内斯特·卢瑟福正是那个在正确的时间、正确的地点出现的正确的人。
在获得新西兰大学的三个学位②和两年在前沿电子技术方面进行原始研究的经验之后, 他于1895年荣获“1851年博览会”科学奖学金③，而这个奖学金使得他成功地进入英国剑桥大学的卡文迪什实验室。
1898年，卢瑟福在加拿大麦吉尔大学担任物理学教授，并在那里取得众多开创性的成果。这些重大的成就包括发现放射性化学元素氡，证明放射性只是某些元素的自然嬗变，展示α粒子在电磁场中运动轨迹的偏转（因此它很可能是失去两个电子的氦原子），鉴定矿物的年代并确定地球的年龄。
1901年，麦吉尔物理学会召开了一次名为“亚原子物体的存在性”的学术会议，其主要目的是挑战化学家们对存在亚原子物体的质疑。卢瑟福参加了会议并作报告，但遭到了当时碰巧在麦吉尔的牛津大学年轻化学家弗雷德里克·索迪（Fredrick Soddy）的反对。卢瑟福邀请专门从事气体分析的索迪加入他的行列。这是一次短暂而富有成果的合作，他们两人很快就确定了重元素自然嬗变的最初几个关键步骤。
在曼彻斯特大学，他遇到一名得力的助手——汉斯·盖革（Hans Geiger）。盖革很快就进入了工作状态，他能够精确地测量被金箔散射而发生小角度偏转的α粒子的数量。当时，盖革为高年级本科生提供放射性技术方面的培训，并于1909年告诉卢瑟福，欧内斯特·马斯登（Ernest Marsden）已经准备好从事相关课题的研究。虽然每个人都确信β粒子可以被金属块散射，但没人知道α粒子穿过金属块会怎么样。
因此，卢瑟福让马斯登研究一下这个问题。马斯登立即就发现α粒子确实可以被散射，即使用盖革的金箔来代替金属块，情况也是一样。这个结果完全出乎意料。几年后的一天，卢瑟福激动地告诉盖革，他终于知道原子长什么样子：它具有一种核心结构，即原子的大部分质量和所有的同种电荷都集中在一个只有原子尺寸的千分之一大小的原子核上。
1913年前后，卢瑟福要求马斯登用α粒子和轻原子，特别是氢原子，来“玩弹珠游戏”。经典计算表明，当α粒子与氢原子迎头相撞，氢原子的反冲速度和运动距离分别是击中它的α粒子的1.6倍和4倍。在闪烁屏上，质量较小和电荷较少的氢原子的反冲将导致较弱的闪光，但是它的运动距离会比α粒子的长得多。马斯登的确观察到了这种运动距离更长的粒子，并称之为“H”粒子，它们是在氢气和富含氢的材料薄膜(如石蜡)中产生的。
1914年中期，卢瑟福和马斯登的合作接近尾声。在去新西兰履职之前，马斯登将他的工作全部记录下来。与此同时，卢瑟福已经到加拿大和美国进行系列演讲，返回曼彻斯特仅仅一个月后，他又前往澳大利亚参加英国科学促进会的年会。在他抵达澳大利亚的前三天，欧洲宣战了。
1915年1月，卢瑟福穿过被德国U型潜艇封锁的北大西洋返回曼彻斯特。那是一个已经发生天翻地覆变化的世界，年轻人都去打仗了。
受英国海军部所托，卢瑟福将注意力转向战争中最紧迫的问题之一：如何探测水中的潜艇。最终他发明的定向水听器 (布拉格④和卢瑟福拥有其专利) 被用于装备舰队船只。直到1917年，卢瑟福才重新开始他的科学研究，特别是α粒子与轻原子的散射问题。这一年的12月份，他向玻尔 (Niels Bohr) 报告说：“我也在尝试用这种方法来分解原子——请将此当作我们之间的小秘密吧。”
1919年1月份起，马斯登又有几个月的时间帮助进行实验，因为他同时等待着战后返回新西兰。正好那一年，卢瑟福接受了卡文迪什实验室主任的职位。由于1917年已经得到的结果推迟到战后才能发表，卢瑟福在1919年完成了四篇关于轻原子的论文。在题为“氮元素的反常效应”的第四篇论文中，他写道“我们必须得出这样的结论：氮原子解体了……释放出的氢原子是氮原子核的基本组成部分”。
他还表示: “考虑到在这个过程中起决定性作用的力的极大强度，氮原子被分解而α粒子逃脱瓦解的命运都不是很令人惊讶的事情。”
1920年，卢瑟福首次建议利用稳定的α粒子和氢原子核来产生其他原子。他还提出，只有存在质量数为1但电荷数为0的粒子（也就是中子），才能很好地解释同位素。在威尔逊的云室里，他观察到α粒子在其运动路径的末端有分叉的轨迹。后来，来自日本的访问学者清水武夫（Takeo Shimizu）建造了一个自动化的威尔逊云室，它能够每秒钟多次拍照，而且由两台相机垂直拍摄粒子的径迹。
1921年，刚毕业的帕特里克·布莱克特（Patrick Blackett）在清水武夫返回日本后接手了这个项目。经过改进，到1924年的时候，他拍摄了大约两万三千张照片，展示了约四十万条粒子的轨迹。这其中有八条是有分叉的，证实了卢瑟福之前的发现。
布莱克特之后写道：“由这些照片可以推断出一个新奇的结果，那就是α粒子被氮原子核俘获并放射出一个氢原子的同时,产生了一个全新的、从未发现过的氧同位素，也就是17O。”
正如布莱克特的工作所证实的那样，卢瑟福已经分解了原子，并因此成为世界上第一个成功的“炼金术士”，尽管他不太喜欢这个头衔。事实上，他也更喜欢用“离解”这个词，而不是“嬗变”。
当卢瑟福和索迪意识到放射性其实是一种元素自然地转变成另一种元素时，索迪后来写道他自己大声喊：“卢瑟福，这就是嬗变：钍正在离解并将自己嬗变成氩气体⑤ (原话如此)。”卢瑟福回答说: “看在上帝的份上，索迪，别把这叫做嬗变。他们一定会砍掉我们这些炼金术士的脑袋！”
1908年，卢瑟福因“对元素的离解和放射性物质的化学研究”而被授予诺贝尔化学奖。虽然他从未因对α粒子的实验探测，对原子核结构的发掘和对质子的发现而获得第二次诺贝尔奖，但没有人会质疑这位伟人对物理学的巨大贡献。