중성자
중성자는 아원자 강입자(subatomic hadron)로써 n이라고 표시한다. 전하는 없으며 질량은 양성자보다 조금 크다.경수소를 제외한 다른 원자의 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져있으며 이 둘을 합쳐 핵자라 부른다. 원자핵을 이루고 있는 양성자의 갯수를 원자 번호라 하며 이는 원소의 종류를 결정한다. 중성자는 핵력을 통해 중성자와 묶여 원자핵을 이룰 수 있으며 양성자들 끼리만 모여있으면, 서로 같은 전하를 띠고 있어 반발한다(diproton 참조). 이 때 양성자들을 반발시키는 전자기력이 핵력의 인력보다 강하기때문에 양성자만으로는 원자핵을 이룰 수 없다. 중성자의 수는 물질의 동위 원소를 결정한다. 예를 들면, 탄소의 대다수를 차지하는 탄소-12는 6개의 양성자와 6개의 중성자를 가지고 있는 반면 그 수가 매우 적은 탄소-14는 6개의 양성자와 8개의 중성자를 가지고 있다.
핵물리학
1932년에 제임스 채드윅(Sir James Chadwick)과 발터 보테(Walther Bothe)와 Herbert Becker, 이렌 졸리오퀴리(Irène Joliot-Curie),프레데리크 졸리오퀴리(Jean Frédéric Joliot-Curie)에 의해 관측되었다는 방사선이 사실은 양성자와 거의 같은 질량을 가진 중성의 입자에 의한 것임을 깨달았다. 그것은 중성자라고 명명되었다. 같은 해에 러시아의 이론물리학자인 이바넨코는 중성자들이 사실 1/2 입자의 스핀이고 핵은 중성자를 포함한다고 주장했다. 양성자에 의한 질량이 아님을 설명하기 위해서 그리고 중성자와 양성자에는 전자가 없다고 주장했다. 중성자의 스핀은 즉시 질소 14N의 스핀 문제를 해결했다. 이 모델에서 한 짝지어지지 않은 양성자와 한 짝지어지지 않은 중성자 각각이 같은 방향으로 1/2의 스핀을 했고 전체 스핀이 1이 되었다.