中子-质子模型能够很好地解决这个问题。从β衰变中，费米得出结论说中子的自旋也必须是±ħ，否则该反应的角动量就不守恆。如果N-14核由三个中子-质子对加上一对自旋方向相同但不配对的中子和质子构成，其自旋恰恰为1ħ。这一理论很快被用到其它核素上。另外，原子光谱中通常会有由原子核引起的超精细结构。这一结构不受电子的自旋影响。这也和质子-电子模型相矛盾。因爲如果原子核中有电子的话，电子的自旋反转势必会导致超精细结构的变化。最终人们意识到，除质子外，原子核中不存在电子，而存在一种中性的粒子，那就是中子。人们很快就