En esta breve nota (poco más de media página), Chadwick presenta las primeras evidencias de la existencia del neutrón, partícula subatómica presente en el núcleo de los átomos, con una masa similar a la del protón.

El diario The New York Times se hacía eco de la publicación:

«LONDON, Feb. 27 -- Dr. James Chadwick, working in Cavendish Laboratory at Cambridge, has discovered the neutron -- one of the ultimate patricles of nature. The discovery, first made public today, was hailed by scientists here as the most important achievement in experimental physics since Lord Rutherford demonstrated the nuclei structure of the atom in 1911».

Como esta partícula no posee carga eléctrica, su interacción con la materia es poco intensa, lo que la hacía difícilmente detectable. Su existencia había sido prevista por Lord Rutherford (1871-1937) y por otros científicos; aunque no pudo ser caracterizada hasta estas investigaciones de Chadwick, por aquella época colaborador de Rutherford.

Chadwick fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1935 por este hallazgo, que completaba el modelo atómico y que permitía explicar la existencia de isótopos (átomos del mismo elemento con distinto número másico, es decir, distinto número de nucleones y por tanto, distinta masa). Además, con estas investigaciones, los físicos y químicos nucleares tenían otra herramienta más, el neutrón, con el que estudiar la estructura íntima de la materia; así como aplicaciones tecnológicas como el uso de la energía nuclear de fisión, por desgracia, no siempre con fines pacíficos.