查德威克发现中子

约里奥−居里夫妇的失误还在于他们没有认真核算高速质子的动量和能量是如此之大，靠γ粒子撞击而作反冲运动，是否符合动量守恒和能量守恒。据查德威克回忆，当他读到约里奥−居里报导铍辐射的惊人特性的那一篇文章时，他把约里奥−居里的看法告诉了卢瑟福。卢瑟福喊道：“我不相信。”他不相信这是康普顿效应，很可能这里出现了多年寻找的中子！查德威克用准备好的钋源和新的探测仪器，经过几天紧张的实验，复核了玻特和约里奥−居里的结果。
     1932年2月17日，查德威克给《自然》杂志写了一篇通信，题为《中子可能存在》，这时离约里奥−居里夫妇的论文发表不到一个月。接着，查德威克在《英国皇家学会通报》上发表了题为《中子的存在》一文，详细报告了实验结果及理论分析。他首先证明高速质子流并非来自石蜡一类的含氢成分，因为即使不含氢的材料也会产生高速质子流，其中必有蜕变过程。再用吸收法测质子的能量，测量约为5.7MeV。
     根据能量守恒定律推算，铍辐射如果是γ射线，γ光子应具有能量55MeV。用同样的铍辐射轰击氮，推算氮原子的反冲能量最大为0.45MeV。但实验得到的却是1.2MeV不满足能量守恒定律。查德威克在论文中写道①：“显然，在这些碰撞过程中，我们要么放弃应用能量与动量守恒，要么采用另一个关于辐射本性的假设。如果我们假设这一辐射不是量子辐射（即γ光子）而是质量与质子几乎相等的粒子，所有这些与碰撞有关的困难都会消除。”查德威克进一步用云室方法测定中子的质量，结果是与质子的质量非常接近。
     再根据质谱仪的数据推算，得到中子质量的精确值为1.0067原子质量单位。各方面的事实确凿证明了中子的存在。查德威克这样快就取得如此全面的结果，当然是跟有准备的实验研究有关系，也和卡文迪什实验室整个集体的支持分不开。卢瑟福自不待说，其他成员，包括年轻的研究生和来自各地的研究人员也大力相助，发挥了集体的智慧和力量。
     当时，卢瑟福的亲密同事，苏联物理学家卡皮查曾组织过一个“俱乐部”，每周定期聚会，交谈工作中的问题和体会。查德威克有关中子的设想也常向与会者报告。所以在卡文迪什实验室里大家对中子的存在早已没有怀疑。大家从各个角度协助查德威克寻找中子的证据，这就大大促进了中子实验的进程，使查德威克迅速由“中子可能存在”转变为“中子肯定存在。”