Descubrió el neutrón cuando al bombardear una lámina de Berilio con partículas alfa, tal como lo hizo Rutherford, observó una emisión de radiación de alta energía. Posteriormente, Chadwick demostró que esta radiación, que también se encontraba en el núcleo, estaba formada por partículas neutras; es decir, sin carga eléctrica y de masa ligeramente mayor que de los protones.
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