Для изучения свойств субатомных частиц были разработаны новые методы ускорения частиц до более высоких энергий, чем у частиц от естественных радиоактивных источников, и регистрации продуктов столкновений этих высокоэнергетических частиц с веществом. Используя здесь выражение «высокая энергия», мы будем иметь в виду кинетические энергии в 100 МэВ и более. В соответствии с соотношением неопределенностей такие энергии нужны для прощупывания внутренних частей микросистем. Эти энергии необходимы и для рождения большинства субатомных частиц, отсутствующих в обычном веществе. Частицы с кинетической энергией более 100 МэВ во Вселенной редки. Однако, как известно, они иногда встречаются в космических лучах — потоке частиц высоких энергий, постоянно падающем на Землю.

В результате изучения космических лучей и удалось получить некоторые сведения о частицах высоких энергий. Но на Земле интенсивность этого излучения слишком мала, чтобы проводить детальные исследования. Для ускорения протонов и электронов до высоких энергий с целью изучения их реакций были изобретены специальные установки, такие, как синхротроны и линейные ускорители. Другим важным новшеством в экспериментальном исследовании микромира была разработка установок для обнаружения частиц высокой энергии и измерения некоторых их параметров, например импульса и электрического заряда.  Необходимость создания установок нового типа обусловлена тем, что величины, характеризующие одну микрочастицу, и время, отводимое для проведения эксперимента с ней, чрезвычайно малы.

Время эксперимента мало по двум причинам: во-первых, многие частицы нестабильны и быстро распадаются на другие частицы; во-вторых, обладая большой скоростью, частицы очень быстро покидают область измерения. Несмотря на это, были построены установки, надежно регистрирующие частицы, которые находятся в них очень малый промежуток времени — до 10 – 11 с. Во многих случаях такие детекторы дают ясную картину последовательности процессов взаимодействия, которая, как полагают, верно, отражает процессы, происходящие в действительности.

Развитие экспериментальной техники является значительным успехом физики XX в. Без нее было бы трудно или даже невозможно создать и проверить теории, используемые сейчас для описания субатомных систем. Хотя имена создателей экспериментальных методов часто малоизвестны за пределами области их деятельности, а порой и в ней самой, нельзя забывать, что без инструментов, изобретенных этими «безымянными» творцами, мы не смогли бы, в конечном счете, проверить, насколько идеи теоретиков соответствуют реальной природе вещей. Об этом очень важно помнить, ибо относительная простота описанного развития теоретической физики может создать неправильное впечатление, что развитие теории составляет самую существенную часть развития физики в целом. Время от времени новые экспериментальные методы давали неожиданные результаты, не согласующиеся ни с одной теорией, и именно такая взаимосвязь достижений в эксперименте и теории, эта своеобразная «интеллектуальная чехарда», и рисует нам впечатляющую картину развития физики нашего столетия.