A XIX. század végén és a XX. század elején több kutató is vizsgálta a sugárzó anyagokat és azt találta, hogy egyes anyagok normál állapotban is különböző sugárzásokat bocsátanak ki. ezt a kutatók alfa, béta és gamma sugárzásnak nevezték el. Az alfa és a béta sugárzás mágneses térben eltérültek, míg a gamma sugárzás nem. Ma már tudjuk, hogy az alfa sugárzást He atommagok alkotják, a béta sugárzást elektronok, a gamma sugárzás pedig nagyon nagy energiájú fotonokból áll. ezek et elnevezték radioaktív sugárzásoknak.
Részecskegyorsítók és detektorok
A XX. században egyre nagyobb sebességre - energiával - gyorsítottak fel részecskéket, amelyeket más részecskékkel ütköztettek. Elektromosan töltött részecskéket lehet felgyorsítani változó és szabályozott elektromágneses térben. Az első részecskegyorsítók még lineárisak voltak, mivel azt egyszerűbb volt létrehozni. Ezekkel az volt a gond, hogy bizonyos energiaszint fölé nem lehetett felgyorsítani a részecskéket a rövid pálya miatt csak úgy, ha a mágnesek erősségét növelték, aminek azonban vannak és voltak technikai korlátaik. A XX. század vége felé kör alakú pályákon gyorsították a részecskéket, mivel a részecskenyaláb több kört megtéve is tud gyorsulni.
A részecskéket azután céltárgyakba ütköztették. Az ütközés eredményét pedig vizsgálták. Ebben az esetben a céltárgy fixen áll.
Ha egy gyorsítóban két különböző töltésű anyagnyalábot gyorsítunk, akkor azok pontosan fordított irányban gyorsulnak. Megfelelő vezérléssel el lehet érni, hogy ezek az anyagnyalábok meghatározott helyen találkozzanak. Ilyen esetben az ütközés energiája a két anyagnyaláb részecskéinek mozgási enegiáinak összegéből alakul ki.
A ma működő legnagyobb energiájú gyorsító Svájc és Franciaország határán terül el, CERN-nek hívják. A gyorsító gyűrű 4,7 km sugarú.
Az ütközés eredményét eredetileg a Wilson féle ködkamrákkal értékelték. Ez olyan túlhevített folyadékpárát tartalmazó kamra, amelyet elektromos térbe tesznek. Az ütközés után szétrepülő elektromosan töltött részecskék pályája kör alakú lesz. A ködkamra anyagából az ionizált részecskék a pályájuk mentén kis buborékokat hoznak létre, amit nagy sebességű kamerával fényképezőgéppel lehet rögzíteni. Ebből meg lehet határozni a részecske töltését, tömegét és még sok egyéb tulajdonságát is.
Ma már különböző elveken működő detektorokat használnak a részecskék vizsgálatára.
Az elektromosan semleges részecskék nem hagynak nyomot a ködkamrában és egyébként is nehéz az észlelésük, de az energiamegmaradás, a lendületmegmaradás és a perdületmegmaradás tétele és a többi érzékelt részecske viselkedéséből lehet következtetni rájuk.