“山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”。正當困惑之際，1947年，英國物理學家鮑威爾（1903—1969年）利用核乳膠探測技術，終於在宇宙射線中發現了另外一種新介子，它的質量是電子質量的273倍，取名為π介子。從π介子與原子核相互作用的性質分析，正是湯川秀樹所預言的那種介子。這就是原子核物理學發展史冊上μ-π之爭的一段佳話。
π介子一共有3種，它們分別是：π+、π0、π-。其中π+和π-粒子的質量是電子質量的273倍，π0的質量為電子的264倍。核子之間的相互作用是通過交換π介子來實現的。比如，質子放出一個π+粒子，被另一個中子吸收，實現了質子-中子之間的相互作用；與此同時，質子放出π+粒子以後，由於失去了正電荷而變為中子，中子獲得了一個單位的正電荷而變成了質子。質子與中子通過交換π+介子，不僅完成了相互作用，而且它們的位置也發生了交換：質子變為中子，中子變為質子。同樣，中子放出π-粒子後變成一個質子，質子吸收π-介子以後變為中子。於是，在完成中子與質子之間相互作用的同時，它們的位置也發生了交換。質子與質子間、中子與中子間的相互作用交換的是π0粒子。由此，大家不難看出，核子間的相互作用與電子間的相互作用有許多相似的地方，但情況確複雜得多，也奇妙得多。
從湯川秀樹介子理論的提出，到μ-π之爭的解決，標誌著人類對物質微觀領域的認識又向前跨進了美妙的一步。即從認識原子核進入到了認識基本粒子的領域，這後麵的內容正是下一部分要介紹的。
湯川秀樹研究的成果具有劃時代的意義，因而榮獲了1949年度諾貝爾物理學獎。
多姿多彩的原子核模型
中子發現以後，海森伯和前蘇聯的物理學家伊凡寧柯就分別明確提出：原子核是由質子和中子組成的。質子和中子依靠交換力而聚合在原子核的狹小空間中。那麼，由各種不同數目的質子和中子組成的原子核，內部空間結構究意是一個什麼樣的圖景呢？由於核力的性質至今還有許多疑點沒有解開，因此，人們隻能依據大量的實驗事實，通過分析、比較、歸納、推理，提出各種各樣的模型。盡管每一種模型隻能說明原子核某些方麵的性質，解釋部分的實驗事實；但是，綜合各種模型，人們就可以對原子核有一個比較全麵的描述。要想用一種模型去試圖解釋原子核所有的性質及其運動規律，顯然是辦不到的。當然，隨著科學技術的發展，實驗設備和條件的不斷完善，實驗工作的深入，人們在這方麵的研究會更加豐富多彩。
下麵，我們來回顧一下，人類在探索原子核內部結構的曆程中，具有代表性、影響比較大的幾種主要的原子核模型。
液滴模型
對於水滴，大家並不陌生，尤其是荷葉上那一顆顆亮晶晶的小水滴更加引人注目。任何大大小小的水滴，它們的密度都近似相等。為什麼會是這樣的呢？這是水分子間作用力的性質決定的。在液滴中，每一個水分子隻與它相鄰近的少數水分子發生相互作用，並不是與水滴中所有的分子都發生作用。這一點不難理解，如果一個水分子與液滴中遠近所有的分子都發生相互作用的話，那麼水滴越大，包含的分子數目越多，分子間相互吸引力變強，使得水滴體積變小，密度就會變大，這顯然與事實不相符。因為水滴的密度近似為一常數，與水滴的大小沒有關係。
原子核中，核子間的相互作用力與液滴中分子間相互作用力的性質非常相似，都屬於短程的飽和力；而且，原子核的密度也近似為一個常數，與原子核的大小無關。