Découverte du neutron
vignette| James Chadwick à la Conférence Solvay de 1933. Chadwick avait découvert le neutron l'année précédente alors qu'il travaillait au laboratoire Cavendish. La découverte du neutron et de ses propriétés a été au cœur des développements spectaculaires de la physique atomique dans la première moitié du XXe siècle. Au début du siècle, Ernest Rutherford avait développé un modèle rudimentaire de l'atome, à la suite des résultats de l'expérience de la feuille d'or qu'avaient menée ses deux assistants Hans Geiger et Ernest Marsden. Dans ce modèle, les atomes avaient une masse et une charge électrique positive concentrées dans un tout petit espace, le noyau atomique. En 1920, des isotopes d'éléments chimiques avaient déjà été découverts. Il avait aussi déjà été déterminé que les masses atomiques étaient (approximativement) des multiples entiers de la masse de l'atome d'hydrogène, et que le numéro atomique était la charge portée par le noyau. Tout au long des années 1920, le noyau était resté considéré comme composé d'une combinaison de protons et d'électrons, les deux seules particules élémentaires connues à l'époque, mais ce modèle présentait plusieurs contradictions expérimentales et théoriques. La nature essentielle du noyau atomique a été finalement établie avec la découverte du neutron par James Chadwick en 1932 et par la détermination qu'il s'agissait d'une nouvelle particule élémentaire, distincte du proton. Le neutron a immédiatement été exploité comme un nouveau moyen pour sonder la structure nucléaire, conduisant à des découvertes telles que la création de nouveaux éléments radioactifs par irradiation de neutrons (1934), ainsi que la fission des atomes d'uranium par les neutrons (1938). La découverte de la fission a conduit au développement de l'énergie nucléaire et des armes nucléaires à la fin de la Seconde Guerre mondiale. Le proton et le neutron ont été considérés comme des particules élémentaires jusqu'aux années 1960, lorsqu'il a été déterminé qu'ils étaient en fait des particules composites construites à partir des quarks.
