还观测了新辐射对几种气体的影响。他发现新辐射并不是由γ射线，而是由与质子质量差不多的中性粒子构成。这种粒子就是中子。查德威克因为这项发现获得1935年的诺贝尔物理学奖。1932年也成为了卡文迪许实验室的核物理“奇迹年”。中子、中发生的人工核蜕变以及正电子都是在该年发现的。
原子核的质子-中子模型.由于“质子-电子模型”存在种种问题，原子核由质子和中子构成的猜想在中子性质尚不明确时即迅速得到科学界的认可。在中子发现的几个月后，维尔纳·海森堡与提出了质子-中子模型的几种可能形式。海