В конце 1884 года лорд Релея вышел на пенсию с должности Кавендишского профессора в Кембридже, и его место занял 27-летний Джозеф Томсон. Несмотря на свой юный возраст, Томсон проявил себя как умелый руководитель Кавендишской лаборатории.
Работа в качестве руководителя лаборатории стала наиболее результативным периодом в жизни ученого в следующие десятилетия. В 1897 году, на заседании Лондонского королевского общества, Джозеф Томсон объявил об открытии электрона. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1906 году. Позднее, его сын Джордж Пэйджт продемонстрировал, что электрон обладает волновыми свойствами и может дифрагировать на упорядоченной решетке. За это он также был удостоен Нобелевской премии в 1931 году. Это открытие экспериментально подтвердило принцип корпускулярно-волнового дуализма, который был сформулирован Луи де Бройлем десятилетием ранее.
