No ano de 1920, o elétron e o próton já eram partículas cujas existências haviam sido amplamentes confirmadas e suas propriedades eram bem conhecidas. Naquela época, o ilustre cientista neo-zelandês Ernest Rutherford (1871-1937) lançou a hipótese da possibilidade da ligação de um próton (carga elétrica positiva) com um elétron (carga elétrica negativa), o que daria origem a uma partícula sem carga elétrica, que ele denominou "nêutron". Apesar de várias tentativas, os físicos não conseguiram comprovar experimentalmente a existência desta partícula, principalmente pelo fato de o nêutron não possuir carga elétrica, o que tornaria a sua presença muito difícil de ser detectada.
Em 1932, o grande físico inglês James Chadwick (1891-1974) (retratado na foto acima) realizou uma célebre experiência com a qual conseguiu provar a existência do nêutron. Chadwick deixou um feixe de partículas alfa (partículas idênticas ao núcleo de hélio) incidir sobre uma amostra de berílio (Be) que provocava a emissão, por esta substância, de um tipo de radiação invisível, sem carga elétrica, que os físicos, inicialmente, suspeitaram se tratar de raios gama (ondas eletromagnéticas de alta freqüência que são irradiadas pela desintegração de certos núcleos atômicos). Todavia, fazendo cálculos e medidas cuidadosas, os cientistas verificaram que, se esta hipótese fosse verdadeira, os princípios da Conservação da Energia e da Quantidade de Movimento não estariam sendo obedecidas.
Recusando-se a admitir que estas leis físicas estivessem sendo violadas, Chadwick formulou outra hipótese: a Conservação da Energia e da Quantidade de Movimento permaneciam válidas, mas a radiação invisível, proveniente do berílio, seria constituída por nêutrons e não de raios gama, como alguns físicos haviam suspeitado. Para verificar se realmente tratava-se de nêutrons, Chadwick procurou medir a massa de algumas dessas partículas que, de acordo com a proposta de Rutherford, deveria ser praticamente igual à massa do próton. Realizando uma série de outras experiências, ele encontrou resultados coerentes com o de suas primeiras medidas, estabelecendo então, de maneira definitiva, a existência do nêutron. Seus trabalhos foram de tamanha importância para o desenvolvimento da Física Nuclear que Chadwick recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1935.
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