발터 보테와 헤베르트 베커는 감마선 가정이 틀렸음을 보여주는 일련의 실험을 하였다. 그는 당 방사선이 전하를 거의 띠지 않으며 질량은 양성자와 거의 비슷하다고 주장했고 실험으로 그 사실을 증명하였다. 이 실험으로 입증된 입자는 중성자라고 명명되었다.
중성자의 발견과 양성자-전자 모델,의 문제를 인지한 후, 과학자들은 들은 원자핵이 양성자와 중성자로 이루어졌다고 생각하게 되었다.
특히, 이질소(N2)의 분자 분광학에서 짝수 회전준위에 의한 전이가 홀수에 의한 것보다 잘 일어났다. 이는 짝수 회전준위가 더 우세함을 뜻한다. 이는 양성자-전자 모델이 분광학 현상에 위배된다는 것을 뜻한다.
그렇지만 양성자-중성자 모델은 이 현상을 설명할 수 있다.다른 여런 핵종들의 스핀 차이도 이 방식으로 설명 될 수 있었고, 따라서 중성자는 원자핵의 기본적인 구성물로 받아들여지게 되었다.