为了检验卢瑟福的假说，卡文迪什实验室从1921年起就开始了实验工作。卢瑟福的早年学生和得力助手查德威克目标明确、坚持不懈地进行探索，历经11年，终于在1932年找到了确实的证据。1921年的实验是格拉森(J.L.Glasson)和罗伯兹(J.K.Roberts)在查德威克的帮助下做的。他们试图在氢气的放电中找到这种贯穿力极强的辐射，但没有成功。1923年查德威克用盖革发明的点计数器进行测量也无效果。1924年，查德威克在一封给卢瑟福的信中写道：“我想，我们应对中子作一番认真的研究。我相信我已有了一个可以付诸行动的计划。……”他建议用200000伏来加速质子，因为在强电场中中子可能形成或存在，而用快速质子打入原子，也许能找到一些证据。但是事与愿违，他只能用忒斯拉(Tesla)线圈产生的高压来进行实验。
     1929年，卢瑟福和查德威克在《剑桥哲学会刊》上汇报了以前采用过的各种方法，并讨论了寻找中子的可能方案。他们寄希望于在人工转变实验中不发射质子的某些元素，认为也许会有不受磁场偏转的辐射引起微弱的闪烁。他们对铍特别感兴趣，因为铍在α粒子轰击下是不发射质子的；据说，铍矿往往含有大量的氦，也许铍核在辐射的作用下，会分裂成两个α粒子和一个中子。查德威克安排他的学生继续对铍进行辐照，做了大量实验。实验曾一度出现有利的证据，但由于放射源（钋）不够强，信号太弱，无法作出判断。1930年，当他们有了比较强的钋源和用放大线路增强灵敏度的计数装置后，德国人玻特(W.Bothe)已经率先发表了用钋α轰击铍的实验结果。