Nella sequenza temporale della scoperta delle particelle subatomiche, il neutrone è collocato in terza posizione; questo è ovvio, in quanto, attraverso l'utilizzo dei tubi di Crookes potevano essere opportunamente rilevate solo le particelle dotate di carica elettrica, ma non i neutroni che sono privi di carica.
La presenza del neutrone nel nucleo venne ipotizzata da Rutheford per giustificare il fatto che la massa reale dell'atomo di un elemento non corrispondeva alla somma tra la massa degli elettroni + la massa dei protoni. La scoperta del neutrone (1932) è invece attribuita a Chadwick il quale eseguì il suo famoso esperimento schematizzato nell'immagine (Figura 6).
Immagine: www.scienzapertutti.lnf.infn.it
Il polonio emette particelle alfa costituite da nuclei di elio, formati da due proponi e due neutroni, esse incontrano una lamina di berillio i cui nuclei sono formati da 4 protoni e 5 neutroni, si fondono e da essi si forma il nucleo del carbonio con 6 protoni e 6 neutroni + un neutrone che viene espulso, questa reazione nucleare avviene con liberazione di energia sottoforma di fotoni gamma. Il neutrone viene espulso ed incontra una lamina di paraffina formata da carbonio ed idrogeno (i nuclei di H corrispondono al protone), nell'impatto con la paraffina si scontra con il protone dell'idrogeno al quale trasferisce la sua energia cinetica, il neutrone infatti arresta il suo moto mentre il protone viene espulso dalla paraffina, giunge su di un rilevatore proporzionale che ne misura l'energia. Solo una particella priva di carica e con massa uguale al protone è in grado, attraverso urti efficaci, di imprimere al nucleo dell'idrogeno una spinta tale da fargli acquisire la stessa velocità (0,17c) del neutrone n.
