湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基于實驗上發(fā)現(xiàn)的核力的電荷無關性的事實，發(fā)展了稍早些時候出現(xiàn)的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數(shù)器統(tǒng)計方法發(fā)現(xiàn)μ子并沒有強作用。1947年鮑威爾(C.Frank.Powell，1903-1969)等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發(fā)現(xiàn)了真正具有強相互作用的介子，其后，在加速器上也證實了這種介子的存在。
從此以后人類認識到的基本粒子的數(shù)目越來越多。就在1947年，羅徹斯特和巴特勒（C.Butler，1922-）在宇宙線實驗中發(fā)現(xiàn)v粒子(即K介子)，這就是后來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發(fā)現(xiàn)的開始。由于它們獨特的性質(zhì)，一種新的量子數(shù)——奇異數(shù)的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質(zhì)量比質(zhì)子輕的奇異介子，有質(zhì)量比質(zhì)子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們并不存在，在當時的情況下，只有借助從太空飛來的高能量宇宙線才能產(chǎn)生。
這些發(fā)現(xiàn)了的基本粒子，加上理論上預言其存在，但尚未得到實驗證實的引力場量子——引力子，按相互作用的性質(zhì)，可分成引力子、光子、輕子和強子四類。為了克服宇宙線流太弱這個限制，從50年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現(xiàn)了新的強有力的探測手段，如大型氣泡室、火花室、多絲正比室等，開始了新粒子的大發(fā)現(xiàn)時期。
到了60年代頭幾年，實驗上觀察到的基本粒子的數(shù)目已經(jīng)增加到比當年元素周期表出現(xiàn)時發(fā)現(xiàn)的化學元素的數(shù)目還要多，而且發(fā)現(xiàn)的勢頭也越來越強。1961年，由蓋耳-曼（M.Gell-Mann，1929-）及奈曼類比化學元素周期表提出了，用強相互作用的對稱性來對強子進行分類的“八重法”。
八重法分類不但給出了當時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的強子在其中的位置，還準確地預言了一些新的粒子，如1964年用氣泡室實驗發(fā)現(xiàn)的Ω粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數(shù)以及質(zhì)量等靜態(tài)性質(zhì)的規(guī)律性。
在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子(有的粒子的反粒子就是它自身)。其中第一個帶電的反超子是由中國的王淦昌（1907-1998）等在1959年發(fā)現(xiàn)的。此外，還發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的壽命極短經(jīng)強作用衰變的粒子——共振態(tài)。
基本粒子大量發(fā)現(xiàn)，使人們懷疑這些基本粒子的基本性?；玖Ｗ拥母拍蠲媾R一個突變。
20世紀40年代到60年代，對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學的建立。經(jīng)過一代物理學家的努力，量子力學能很好地解釋原子結(jié)構、原子光譜的規(guī)律性、化學元素的性質(zhì)、光的吸收及輻射等等現(xiàn)象，特別是當它同狹義相對論結(jié)合而建立相對論性量子力學以后，它已經(jīng)成為微觀世界在原子、分子層次上的一個基本理論。
但是，量子力學還有幾個方面的不足：它不能反映場的粒子性；不能描述粒子的產(chǎn)生和湮沒的過程；它有負能量的解，這導致物理概念上的困難。量子場論是由狄拉克（P.A.M.Dirac ,1902-1984)、約旦、維格納(E.P.Wigner，1902-)、海森伯（W.Heisenberg ,1901-1976)和泡利等人在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化的途徑發(fā)展出來的，它很好地解決了這三個問題。
庫什(P.Kusch ,1911-1993)和弗利1947年發(fā)現(xiàn)的電子反常磁矩，和由蘭姆（W.E.Lamb ,1913- ）等發(fā)現(xiàn)的氫原子能級的分裂，只有通過量子電動力學的重正化理論才能得到正確的解釋。今天，量子電動力學已經(jīng)經(jīng)受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。
并非所有的基本粒子都是“基本”的想法，最早是在1949年由費米(E.Fermi,1901-1954)和楊振寧（1922- ）提出的。他們認為，介子不是基本的，基本的是核子，而介子只是由核子和反核子構成的結(jié)合態(tài)。1955年，坂田昌一(1911-1970)擴充了費米和楊振寧的模型提出了強子是由核子、超子和它們的反粒子構成的模型。
1961年，在實驗上發(fā)現(xiàn)了不少共振態(tài)。1964年，已發(fā)現(xiàn)的基本粒子(包括共振態(tài))的種類增加到上百種，因而使得蓋耳-曼和茲韋克提出，產(chǎn)生對稱性的基礎就是構成所有強子的構造單元，它們一共有三種，并命名為夸克。
20世紀60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在巖石中，都進行了對夸克的實驗找尋，但迄今還沒有被確證為成功的報道。在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到夸克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明夸克存在的證據(jù)。
與強子的數(shù)目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子之后，長時間內(nèi)已知的輕子就只有四種，但是到了1975年情況有了改變，這一年佩爾（M.L.Perl，1927-)等在正負電子對撞實驗中發(fā)現(xiàn)了一個新的輕子，它帶正電或帶負電，達質(zhì)子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應，普遍相信應有另一種中微子存在，但是尚未得到實驗上的證實。
夸克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應建立在夸克的基礎上，同時還要充分考慮強子的結(jié)構特性和各種過程中的運動學特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因子、截面等動態(tài)性質(zhì)。1965年，中國發(fā)展的強子結(jié)構的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命名，是為了強調(diào)物質(zhì)結(jié)構的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是夸克。近20年來，粒子物理實驗和理論發(fā)展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方面，也有重大的進展。
最早的弱相互作用理論，是費米為了解釋中子衰變現(xiàn)象在1934年提出來的。弱作用宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨后不久便確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用于所有的弱作用過程，被稱為普適費密型弱相互作用理論。
1961年，格拉肖（S.L.Glashow，1932-）提出電磁相互作用和弱相互作用的統(tǒng)一理論。這個理論的基礎，是楊振寧和密耳斯（RL.Mills）在1954年提出的非阿貝耳規(guī)范場論。但是在這個理論里，這些粒子是否具有靜止質(zhì)量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。
1967—1968年，溫伯格（S.Weinberg，1933-）、薩拉姆（A.Salam，1926-）闡明了作為規(guī)范場粒子是可以有靜止質(zhì)量的，還算出這些靜止質(zhì)量同弱作用耦合常數(shù)以及電磁作用耦合常數(shù)的關系。這個理論中很重要的一點是預言弱中性流的存在，而當時實驗上并沒有觀察到弱中性流的現(xiàn)象。由于沒有實驗的支持，所以當時這個模型并末引起人們的重視。
1973年，美國費米實驗室和歐洲核子中心在實驗上相繼發(fā)現(xiàn)了弱中性流，之后，人們才開始對此模型重視起來。在1983年，魯比亞實驗組等在高能質(zhì)子—反質(zhì)子對撞的實驗中發(fā)現(xiàn)的特性同理論上期待的完全相符規(guī)范粒子，這給予電弱統(tǒng)一理論以極大的支持，從而使它有可能成為弱相互作用的基本理論。
目前，粒子物理已經(jīng)深入到比強子更深一層次的物質(zhì)的性質(zhì)的研究。更高能量加速器的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利于產(chǎn)生更多的新粒子，以弄清夸克的種類和輕子的種類，它們的性質(zhì)，以及它們的可能的內(nèi)部結(jié)構。
弱電相互作用統(tǒng)一理論日前取得的成功，特別是弱規(guī)范粒子的發(fā)現(xiàn)，加強了人們對定域規(guī)范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今后以高能輕子作為探針探討強子的內(nèi)部結(jié)構、夸克及膠子的性質(zhì)以及強作用的性質(zhì)提供了可靠的分析手段。在今后一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。
把電磁作用、弱作用和強作用統(tǒng)一起來的大統(tǒng)一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數(shù)。這表明這種理論還包含著大量的現(xiàn)象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。
另外從發(fā)展趨勢來看，粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分活躍的領域。
很重要的是，物理學是一門以實驗為基礎的科學，粒子物理學也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測手段的出觀，將是意義深遠的。
