1930年にドイツのW・ボーテとH・ベッカーは、放射性の強いポロニウムから発せられるアルファ線をいくつかの軽い元素に当てた際に、ベリリウム、ホウ素、リチウムからは特に強い透過力をもった放射線が放出されることを発見した。

最初はこの放射線はガンマ放射であると考えられていたが、これはそれまでに知られていたどんなガンマ線よりも透過力が強く、実験結果はガンマ線説とは非常に異なっていた。次の重要な発見は、1932年にパリでイレーヌ・ジョリオ＝キュリーと夫のフレデリック・ジョリオ＝キュリーによって報告された。

彼らはこの謎の放射線がパラフィン もしくは他の水素を含んだ化合物に当たると非常に高エネルギーで陽子をはじき出すことを発見した。

この事自体は新しい放射がガンマ線由来であることを否定するものではないが、詳細にデータの量的な分析がなされた結果、次第にガンマ線仮説とは一致しなくなった。

そして1932年以降にイギリスの物理学者ジェームズ・チャドウィックが行った一連の実験でこのガンマ線仮説は主張しがたいものとなった。

彼は、この新しい放射は陽子と等しい質量を持ち、かつ電荷を持たない粒子によりなされるという事実を示唆した。そして彼はその仮説を証明する一連の実験を行った。この電荷を持たない粒子は現在では中性子と呼ばれている。