イレーヌ・ジョリオ＝キュリー
理論物理学者のニールス・ボーアとヴェルナー・ハイゼンベルクは中性子が陽子と電子のペアではなく、陽子や電子のような基本的な核子であるかどうかを考察した。ハイゼンベルクは中性子が新たな核子として最も良く説明されることを示したが、正確な性質は不明のままであった。チャドウィックは1933年のBakerian Medal受賞講演において、中性子の質量を約と推定した。陽子と電子を合わせた質量はであるため、このことは陽子-電子複合物としての中性子は約の結合エネルギーを持つことを含み、妥当と思われた。ただし結合エネルギーが非常に小さい粒子がどのように安定しているかを理解するのは困難なことであった。このような小さい質量差を推定するには精緻な測定に挑戦する必要があり、1933-4年にいくつかの矛盾する結果が得られた。ホウ素にアルファ粒子を衝突させることでフレデリックとイレーヌ・ジョリオ＝キュリーは中性子の質量としては大きな値を得たが、カリフォルニア大学のアーネスト・ローレンスのチームは小さな値を得た。その後ナチス・ドイツから亡命しキャベンディッシュ研究所の大学院生であったは、チャドウィックに208Tl（当時はトリウム C"として知られていた）の2.6MeVガンマ線により重陽子を光壊変させられることを提案した。