Предположение о том, что ядра состоят только из протонов, приводит к противоречию с наблюдаемыми массами и зарядами ядер. Например, ядро гелия \(^{4}_{2}He\) имеет массу, примерно в 4 раза превышающую массу протона, и заряд +2. Если бы оно состояло только из протонов, то его масса должна была бы быть в 2 раза меньше (так как заряд +2 означает наличие двух протонов). Наличие нейтронов в ядре решает эту проблему, так как нейтроны добавляют массу, но не добавляют заряд.