到1920年,科學家已經知道每一個原子都由原子核和電子構成,且帶正電的原子核被帶負電的電子云所包圍。
不久,科學家們不斷發現比原子更小的粒子,使人們對微觀世界的認識更加深入。
1920年,盧瑟福建議將自己發現的氫原子核定義為質子。質子的質量是電子的1836.12倍。同年,盧瑟福提出,原子核內除了質子,還包含不帶電的微粒。
1930年,柏林的一個科研小組發現,轟擊原子時會產生高能穿透輻射。
1932年,居裡夫婦發現轟擊石蠟或其他類似的碳氫化合物時,會發射出能量很高的質子。
1932年,美國物理學家卡爾·安德森發現了一種帶正電的粒子。1933年,派屈克·布萊克命名了該粒子為正電子。
1934年,義大利物理學家恩裡克·費米,證實了中微子的存在。
1937年,安德森與尼德梅耶合作發現了μ子,它和電子一樣不穩定,但質量是電子的200多倍。
很長一段時間內對亞原子粒子的研究,主要是轟擊原子核。
1925年,英國物理學家派屈克·布萊克特改進出一種能記錄原子瓦解的裝置。
1932年,世界上第一臺粒子加速器誕生,它利用電磁鐵產生的強大磁場加速質子,然後直接轟擊目標。