नाभिकीय ऊर्जा
जेम्स चैडविक द्वारा 1932 में न्यूट्रॉन की खोज के बाद, परमाणु विखंडन को सर्वप्रथम एनरिको फर्मी ने प्रयोगात्मक रूप से 1934 में रोम में हासिल किया, जब उनके दल ने यूरेनियम पर न्यूट्रॉन से बमबारी की। 1938 में, जर्मन रसायनशास्त्री ओट्टो हान और फ्रिट्ज स्ट्रासमन और साथ में ऑस्ट्रियाई भौतिकविद लिसे मेट्नर और मेट्नर के भतीजे ओट्टो रॉबर्ट फ़्रिश ने न्यूट्रॉन से बमबारी किए गए यूरेनियम उत्पादों पर प्रयोग किए। उन्होंने निर्धारित किया कि अपेक्षाकृत छोटा न्यूट्रॉन, महाकाय यूरेनियम परमाणुओं के नाभिक को लगभग दो बराबर टुकड़ों में विभाजित करता है, जो एक आश्चर्यजनक परिणाम था। लियो शिलार्ड सहित जो एक अगुआ थे, अनेकों वैज्ञानिकों ने यह पाया कि अगर विखंडन अभिक्रियाएं अतिरिक्त न्यूट्रॉन छोड़ती हैं तो एक स्व-चालित परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया फलित हो सकती है। इस बात ने कई देशों में वैज्ञानिकों को (अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम, फ्रांस, जर्मनी और सोवियत संघ सहित) परमाणु विखंडन अनुसंधान के समर्थन के लिए अपनी सरकारों को याचिका देने के लिए प्रेरित किया।
क्ष-किरण
दो साल बाद, भौतिकशास्त्री चार्ल्स बार्क्ला ने पता लगाया कि एक्स-रे को गैसों द्वारा विखेरा जा सकता है और यह भी कि प्रत्येक तत्व में एक अभिलाक्षणिक एक्स-रे होती है। उन्हें अपनी खोज के लिए भौतिकी में 1917 का नोबेल पुरस्कार प्राप्त हुआ। मैक्स वॉन लौए, पॉल निपिंग और वॉल्टर फ्रेडरिच ने 1912 में पहली बार क्रिस्टलों द्वारा एक्स-रे के विवर्तन को देखा था। पॉल पीटर एवाल्ड, विलियम हेनरी ब्रैग और विलियम लॉरेंस ब्रैग के आरंभिक कार्यों के साथ इस खोज ने एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी के क्षेत्र को जन्म दिया। अगले वर्ष विलियम डी. कूलिज ने कूलिज नली का आविष्कार किया जो एक्स-रे की निरंतर उत्पत्ति की अनुमति देती थीं; इस तरह की नली का इस्तेमाल आज भी किया जाता है।