查德威克(James Chadwick, 1891-1974)因发现中子,获得了1935年度诺贝尔物理学奖。

1920年,卢瑟福曾经指出,除了质子和电子以外,还存在着和质子一样但不带电荷的粒子,他称这种粒子为中子。在发现中子以前,人们认为原子核是由质子和电子组成。最初,这种概念和实验符合得尚好。但对原子核碰撞的能量条件作进一步研究后发现,质子和电子组成原子核的理论很难同实验事实符合,特别是1930年玻特和贝克发现的铍辐射(当用氦核轰击铍核时出现的一种辐射,它的穿透本领极大)。约里奥·居里夫妇对铍辐射的研究,为发现中子迈出了重要的一步。她们让辐射从一个很薄的窗口射入装有空气的电离容器,当窗口放有石蜡或其他含氢物质时,容器中的电离就增强。他们认为,增强是由于石蜡发射出了很高速的质子。遗憾的是,他们只是简单地认为,铍辐射是一种g辐射。查德威克(左图)对铍辐射作了进一步的研究,发现很多别的元素,例如氦、锂、碳、氮和氩,也有类似的辐射。通过对碰撞的能量条件所作的广泛研究和计算,他很快就确信铍辐射不可能是g辐射。1932年,查德威克首先用中子来解释铍辐射,并认为是中子从石蜡中撞击出质子。随后,查德威克研究了当不同物质的核因碰撞而变成其他物质的新核和中子时发生的质量交换。例如,当氦核撞击铍核时就产生碳核和中子。知道不同核的质量,便可直接求出中子的质量。查德威克对各种元素的核碰撞时的质量交换作了大量的研究,成功地测定了中子的确切质量。正如预期的那样,他发现中子的质量几乎和质子的一样。

中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点,具有重大的理论意义。在中子未被发现以前,人们对于原子核的内部结构不完全清楚,发现中子之后,人们才知道原子核是由中子与质子组成的。另外,中子的发现也为原子能的利用开辟了广阔的道路。人们在研究中子对铀核的反应时,发现铀核被中子轰击后会分裂成两个较轻的原子核,并放出大量能量和2-3中子,这就是通常所说的提供核能(早期称为原子能)的铀核裂变。因此,一般认为,人类进入原子能时代的大门是被中子敲开的。