A legutóbbi fizikai Nobel-díjat Chadwick J. cambridgei professzor nyerte el a mult év végén. Az atomok megismerése korunkban fáradhatatlan munkára serkenti a kutatókat, már pedig az atomok körében az említett két építőkő nélkülözhetetlen.

Jól ismeretes, hogy föltevéseink szerint a proton a legkisebb pozitív elektromos töltéssel ellátott anyagi részecske, közelebbről a hidrogén-atóm magja; az elektron meg a legkisebb negatív elektromos töltés, mely közönséges értelemben vett anyag nélkül is előfordul; a proton és az elektron elektromos töltése előjel nélkül véve, nagyságra nézve egyenlő.

Bizonyára sokaknak lelkében fölvetődött az a kérdés, hogy miért kell annak a pozitív elektromos töltésnek az anyag elemi részével életre-halálra összeszövetkezni; miért nem választható el az anyagtól? Miért nincs elektromos töltésnélküli anyagi részecske, hidrogén-atommag és miért nem jelentkezik önállóan a legkisebb pozitív elektromos töltés úgy, mint az elektron? Különösen az első kérdésre adtak választ Chadwick kutatásai.

Kísérleteinek alapját Bothe és Becker 1930-ban tett megfigyeléseikkel rakták le. Ők a radioaktív anyagok gamma-sugárzását akarták mesterséges úton, más anyagokon is észlelni. E végett kis atómsúlyú elemeket, mindenekelőtt berylliumot bombáztak radioaktív anyagok alfa-részecskéivel, melyek tulajdonképen elektronjaiktól teljesen megfosztott, tehát pozitív töltésű hélium-atómmagok.

A használt alfa-részecskék polonium-készítményből repültek ki. Azt tapasztalták, hogy a beryllumból a bombázás hatása alatt igen nagy áthatoló képességű sugárzás indul ki, de egyébként a sugárzás gyenge.

Ők ezt a sugárzást a beryllum-atómmagokból kiinduló gamma-sugárzásnak tekintették, amely az alfa-sugarak hatására keletkezik, egyébként olyan természetű, mint a radioaktív anyagokból kiinduló, nagy áthatoló erejű gamma-sugárzás, tehát nem anyagi részecskékből áll, vagyis - mint mondják - nem korpuszkuláris természetű. A berylliumon kívül a líthium, bór, fluor, nátrium, magnézium is hasonlóan viselkedett, de a jelenség legfeltűnőbb volt a beryllium esetében.

A legutóbbi kémiai Nobel-díjasok Curie I. és Joliot csakhamar megállapították, hogy ezeknek a Bothe-féle sugaraknak egészen különleges tulajdonságaik vannak, olyanok, amilyenekkel a radioaktivanyagok gamma sugarai nem rendelkeznek: atómmagokat összeütközéskor olyan hatalmas erővel löknek meg, mint az olyan nagysebességű elektronok, amelyek többmillió volt feszültségkülönbségű vezetők között rohantak át.

Így például paraffinból olyan nagysebességű hidrogén-atommagokat löknek ki, amelyek a levegőben több deciméternyi távolságra el tudnak jutni. Ezenfelül nitrogén-, hélium-atómoknak is igen nagy sebességet kölcsönöznek ütközéskor.