În anul 1930 s-a descoperit că Beriliul, atunci când este bombardat de particule alfa, emite un flux foarte energic de radiații. Acest flux a fost inițial considerat a fi radiație gamma. Cu toate acestea, investigațiile suplimentare în proprietățile radiației au relevat rezultate contradictorii. La fel ca razele gamma, aceste raze sunt extrem de penetrante și, deoarece ele nu sunt deviate atunci când trec printr-un câmp magnetic, neutre. Cu toate acestea, spre deosebire de razele gamma, aceste raze nu provoacă descărcarea electroscoapelor încărcate (datorită efectului fotoelectric). Irene Curie și soțul ei au descoperit că, atunci când un fascicul din această radiație lovește o substanță bogată în protoni (de exemplu, parafină) protonii sunt eliberați din substanță și pot fi ușor detectați cu un detector Geiger.

    În 1932, Chadwick a sugerat că această particulă este neutronul lui Rutherford. În 1935, el a primit Premiul Nobel pentru descoperirea sa. Folosind cinematica, Chadwick a reușit să determine viteza protonilor. Apoi, prin tehnici de conservarea impulsului, el a reușit să determine că masa radiației neutre este aproape la fel ca cea a unui proton. Aceasta este ecuația lui Chadwick