诺贝尔物理学奖：中子的发现

在中子被发现之前，人们对原子核的结构认识很少。在1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验的结果，提出了原子核由一个微小、带正电的核和若干个绕核运动的电子组成的结构模型。1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子，发现了质子的存在。

当时，人们只知道质子和电子这两种粒子，所以在20世纪20年代，人们普遍认为原子核由质子和电子组成，并假定原子核的质量数为N，原子序数为Z，则原子由N个质子和N-Z个电子组成，这被称为“质子-电子”模型。但是，这个模型面临一些困难。

为了解决这些困难，卢瑟福提出，如果把一个质子和一个电子组合成一个复合粒子，看作是一种新的粒子——“中子”，则可以解释一些原子核的性质。中子是一种没有电荷的粒子，质量与质子相近，能够稳定地存在于原子核内部。他认为，中子的发现将有助于阐明许多现象，例如原子核的质量、同位素的存在等。

居里夫妇认为，这是因为他们测量的γ射线能量是平均值，而实际上可能有更高能量的γ射线存在。他们还试图用其他物质代替石蜡，但都没有得到满意的结果。他们对这种铍辐射感到非常困惑和不解。

查德威克很快重复了上述实验。他用α粒子轰击铍，再用铍产生的射线轰击氢、氮等不同元素，并用云室和盖革计数器来观察和测量被打出来的粒子。通过这样，他判断这种射线不可能是γ射线。因为γ射线没有足够的动量来将质子从原子中打出。他认为从铍中放出的射线是一种质量与质子相当但不带电的粒子，才能解释实验现象，这种粒子就是“中子”。

中子的发现引起了物理学界的轰动，因为它揭示了原子核的真实构造和特征。科学家们利用中子作为探测原子核结构和合成新元素的工具，并发现了核裂变和链式反应等重要现象。这些发现为后来的核能利用和核武器制造奠定了理论和技术基础。1935年，查德威克因为这项发现被授予诺贝尔物理学奖。