Rutherford는 1911 년에 원자핵을 발견했고 1919 년에 양성자를 관찰했습니다. 그러나 뭔가가있는 것 같았습니다. 양성자 외에 핵. 예를 들어, 헬륨은 원자 번호가 2이지만 질량 수가 4 인 것으로 알려져 있습니다. 일부 과학자들은 추가 전하를 상쇄하기 위해 동일한 수의 전자와 함께 핵에 추가 양성자가 있다고 생각했습니다. 1920 년 Rutherford는 전자와 양성자가 실제로 결합하여 새로운 중성 입자를 형성 할 수 있다고 제안했지만 이에 대한 실제 증거는 없었으며 제안 된 중성 입자를 감지하기 어려울 것입니다.

Chadwick 계속해서 다른 프로젝트를 진행했지만 문제에 대해 계속 생각했습니다. 1930 년경 독일의 물리학자인 Walter Bothe와 그의 학생 Becker를 포함한 몇몇 연구자들은 폴로늄 소스에서 나온 알파 입자로 베릴륨을 폭격하고 그 결과 베릴륨에서 방출되는 방사선을 연구하기 시작했습니다. 일부 과학자들은 베릴륨에서 방출되는이 고도로 투과하는 방사선이 고 에너지 광자로 구성되어 있다고 생각했습니다. 채드윅은이 방사능의 이상한 특징을 발견했고 대신 러더퍼드가 제안한 것과 같은 중성 입자로 구성 될 수 있다고 생각하기 시작했습니다.

특히 그의 관심을 끌었던 한 가지 실험은 Frédéric과 Irène Joliot-Curie였습니다. 베릴륨이 파라핀 왁스 표적에 부딪혔을 때 당시 미확인 방사선을 조사했습니다. 그들은이 방사능이 그 표적의 수소 원자로부터 느슨한 양성자를 녹 였고 그 양성자는 매우 빠른 속도로 반동한다는 것을 발견했습니다.

Joliot-Curie는 파라핀 표적에 닿는 방사선이 고 에너지 감마 광자 여야한다고 믿었지만 Chadwick은 설명이 적합하지 않다고 생각했습니다. 질량이없는 광자는 표적에서 양성자만큼 무거운 입자를 떨어 뜨리지 않을 것이라고 그는 추론했다. 1932 년에 그는 비슷한 실험을 직접 시도했고 베릴륨이 방출하는 방사선이 실제로 양성자 질량에 대한 중성 입자라는 확신을 갖게되었습니다. 그는 또한 헬륨, 질소, 리튬을 포함한 파라핀 왁스 외에도 다른 표적을 시도하여 새로운 입자의 질량이 양성자의 질량보다 약간 더 크다는 것을 확인하는 데 도움이되었습니다.

Chadwick 또한 중성자는 전하가 없기 때문에 양성자가 할 수있는 것보다 훨씬 더 깊숙이 침투했다는 점에 주목했습니다.

1932 년 2 월, 약 2 주 동안 실험 한 후 채드윅은 “The Possible Existence of 중성자”라는 증거는 신비한 방사선의 정확한 해석으로 감마선 광자보다 중성자를 선호한다고 제안했습니다. 몇 달 후인 1932 년 5 월 채드윅은 “의 존재”라는 제목의보다 명확한 논문을 제출했습니다. 중성자.”

1934 년에 새로 발견 된 중성자는 Rutherford가 원래 제안한 것처럼 함께 결합 된 양성자와 전자가 아닌 새로운 기본 입자라는 것이 확인되었습니다.

중성자의 발견은 빠르게 차 과학자들의 원자에 대한 견해를 고수했고 채드윅은이 발견으로 1935 년 노벨상을 수상했습니다. 과학자들은 곧 새로 발견 된 중성자가 하전되지 않았지만 상당히 무거운 입자로서 다른 핵을 탐사하는 데 사용될 수 있음을 깨달았습니다. 과학자들이 중성자로 우라늄을 때리면 우라늄 핵이 분열되고 엄청난 양의 에너지가 방출되어 핵무기가 가능하다는 사실을 발견하는 데 오래 걸리지 않았습니다. 중성자의 발견으로 원자 폭탄의 길을 닦은 채드윅은 2 차 세계 대전 동안 맨해튼 프로젝트에 참여했습니다. 그는 1974 년에 사망했습니다.