قام طومسون بإجراء سلسلة من التجارب باستعمال أنبوب الأشعة المهبطية، وعند قياس تأثير كل من المجالين الكهربائي والمغناطيسي لتحديد نسبة الكتلة إلى الشحنة لهذه الجسيمات، استنتج ان هذه الجسيمات المشحونة أقل كتلة من أصغر ذرة معروفة، مما يعني أن الذرات تتكون من أجزاء صغيرة.