直到 1932 年,英国实验物理学家查德维克精心设计了一个实验,发现了中子,并且经过测量了发现,中子的质量与质子的接近。1947 年,英国物理学家 C.F.Powell 在宇宙线中发现观察到了 π 介子,测到其质量大约为 140\text{MeV} ,跟汤川的理论预测的结果相符。他们认为,强子是由三种更基本的费米子,即夸克构成的。要回答这个问题,最直接的想法就是去「看一下质子内部」。为了解释实验与猜想的矛盾,1920 年卢瑟福首次提出原子核内存在中性粒子的概念,预言了中子的存在。