James Chadwick, en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, bajo la dirección de Ernest Rutherford, descubre en 1932 una partícula subatómica con masa similar a la del protón pero sin carga eléctrica: el neutrón. Rutherford había predicho teóricamente la existencia de tal partícula ya en 1920, necesaria para explicar por qué el núcleo atómico no se desintegra por repulsión electrostática entre protones, pero la falta de carga eléctrica hacía al neutrón extraordinariamente difícil de detectar con los métodos experimentales disponibles, que dependían de la ionización producida por partículas cargadas. Chadwick bombardea berilio con partículas alfa y detecta una radiación neutra de gran poder de penetración, que interpreta correctamente —a diferencia de experimentos previos de otros físicos que habían observado el mismo fenómeno sin identificarlo— como una nueva partícula neutra de masa comparable al protón. El descubrimiento completa el modelo moderno del núcleo atómico como compuesto de protones y neutrones, y es además el descubrimiento que hace posible, apenas seis años después, la fisión nuclear: el neutrón resulta ser la partícula ideal para bombardear núcleos pesados sin la repulsión electrostática que afecta a partículas cargadas, abriendo la vía hacia la energía y el armamento nuclear.