В конце 1931 года Фредерик вместе с Ирен приступили к задуманному эксперименту. Они начали с бора, потом взялись за бериллий. Найденное немецкими физиками явление подтвердилось. В бериллии излучение возбуждалось по меньшей мере на порядок жестче обычных гамма-лучей. Надо было либо отказаться от мысли, что это фотоны, либо присоединиться к мнению немецких физиков, что это фотоны совсем особого рода. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри не нашли причин спорить с Боте. Возможно, необычайное явление даже вызвало восхищение — какие поразительные особенности открываются у гамма-лучей! Они доложили о своих опытах на заседании Академии наук 21 декабря 1931 года и с энтузиазмом готовили новые. Они не сомневались, что обнаружатся явления еще поразительней!

На этот раз Ирен и Фредерик установили, что бериллиевое излучение свободно проходит сквозь тонкие пластинки из разных веществ. Но когда на его пути помещали любую пластинку, содержащую водород, картина разительно менялась. Бериллиевое излучение пропадало, вместо него появлялся поток протонов — положительно заряженных атомов водорода. Уже это одно было удивительно: гамма-лучи выбивали из мишени ядро водорода — явление, еще никогда не наблюдавшееся! Еще замечательней было другое. Выбить из пластинки ядро водорода, с такой силой, чтобы оно вылетело наружу и было обнаружено, могли лишь фотоны с энергией, по крайней мере еще в десяток раз большей, чем было установлено раньше. А ведь и тогда они поражали своей жесткостью!

Парижские физики были поставлены перед очень трудной задачей. Имелось много вариантов решения, а надо было выбрать один. Либо махнуть рукой на загадки — мы экспериментаторы, наше, мол, дело установить факты, а почему они такие, пусть разбираются теоретики. Либо, пожав плечами, объявить: нет, это не фотоны, мы натолкнулись на принципиально новое явление. Либо, наконец, соглашаясь, что бериллиевое излучение имеет электромагнитную природу, хорошенько проанализировать, какими оно должно обладать особенностями, чтобы так эффективно воздействовать на водородсодержащие пластинки.

Фредерик и Ирен Жолио-Кюри выбрали последний вариант. Голое описание фактов им претило, они были не фотографами явлений, а мыслителями в науке физике. Но и признать, что найдено что-то, отрицающее все известное, они не захотели. Тут был психологический барьер, они не сумели его перепрыгнуть. В Парижском институте радия все дышало понятием радиоактивности. Радиоактивность здесь была серьезней, чем где-либо, изучена, ее продолжали изучать, с каждой следующей работой углубляя и расширяя. Гамма-излучение, типично радиоактивное свойство, соответствовало профилю института. А если неожиданно обнаружились новые свойства у некоторых гамма-лучей, то где же и обнаруживать их, как не в их общепризнанном мировом центре радиоактивных исследований?

И парижские физики бесстрашно сделали все выводы из открытых ими явлений. Да, они подтверждают, что бериллиевое излучение электромагнитной природы и что жесткость его почти в сто раз превосходит проникающую способность обычных гамма-лучей. Но что здесь невероятного? В космических лучах (а их тогда тоже считали потоками фотонов) энергия излучения еще выше! Бериллиевые лучи как раз и стоят посередине между обыкновенными гамма-лучами и космическими. А что они способны выбывать протоны, летящие с огромными скоростями, то это только свидетельствует, что в Париже найдены новые формы «взаимодействия излучения с материей». Правда, возникает проблема, каким способом электромагнитные волны отдают легким атомам такие большие количества кинетической энергии и импульса. Общепринятые законы механики — принципы сохранения энергии и количества движения — не допускают этого.