於是便有了人造高能粒子束的構想，這就是加速器。頭一個加速帶電粒子到相當高能量的加速器是1932年兩位英國科學家柯克考夫特和瓦頓利用電場和磁場加速帶正電質子完成的。這種類型的“柯克考夫特—瓦頓”加速器，就是現在所謂直線加速器的初始原型。這種直線加速器由於在增加能量上碰到問題，於是一種新的構想，將帶電粒子在一個圓形軌道中加速的概念出現了。
最先成功地利用這一概念發展成一個高能量圓環加速器的科學家，正是曾經做過吳健雄老師的勞倫斯，他所設計和製造的回旋加速器，不但大大改變了粒子科學研究的麵貌，也替他贏得了1939年諾貝爾物理學獎。到了20世紀50年代，兩座回旋加速器先後完成，開啟了粒子物理實驗的一個嶄新的局麵，也促成了楊振寧、李政道在理論研究上取得極大進展。
其實，在加速器研製成功以前，科學家已經在宇宙射線的探測中，看到許多新的粒子，這些粒子由於沒有理論預測過它們的存在。因此被稱為“奇異粒子”。“奇異粒子”最早是由兩位英國實驗物理學家羅契斯特和巴特勒1947年在觀測宇宙射線的雲霧室中看到的。這種“奇異粒子”和普通的物質似乎很不一樣。一般說來，普通物質是由質子、中子和電子組成，但是普通物質被高能量質子撞擊的時候，撞擊的“碎片”中就會產生出“奇異粒子”。在許多的“奇異粒子”當中，最引起科學家興趣的有兩種粒子。這兩種粒子分別被命名為θ（希臘字母，讀作西塔）和τ（讀作套）。
尋找解開θ-τ之謎的路徑
θ和τ這兩種粒子，都是由宇宙射線撞擊一般物質，或者加速器中高能量粒子撞擊普通物質的“碎片”中產生的。它們存在的生命期很短，會很快地轉變成生命期較長的粒子，這種轉變現象在物理學上叫做“衰變”。物理學家也正是看到它們衰變出來的產物，才推知它們的存在，θ和τ這兩種粒子具有一些奇特難解的特性，這些特性被當時科學家稱為“θ-τ之謎”。
“θ-τ之謎”困惑科學家的地方，在於θ粒子的衰變會產生出兩個π介子，而τ粒子衰變，則會產生出三個π介子。介子是日本第一位諾貝爾獎獲得者湯川秀樹在1934年首先提出理論預測它的存在。這種在粒子衰變中起傳送作用的粒子，後來被實驗證實確實存在，湯川秀樹因此得到了1949年的諾貝爾物理獎。π介子正是這類介質中的一種。
θ和τ這兩種粒子，經過許多物理實驗證明，測量的結果都顯示出這兩個粒子具有相同的質量和生命期，似乎是同一個粒子。而物理學家們利用普遍被接受的物理定律去分析時，又得出這兩種粒子不可能是同一個粒子。這兩種相互矛盾的結果，正是產生所謂“θ-τ之謎”的原因。在一開始的時候，由於對這兩個粒子質量和生命期測量的準確性不高，所以當時大多數科學家都比較相信，θ和τ事實上是不同的兩上粒子。其實，說θ和τ是兩個不同的粒子，是解決它分別變成兩個π介子和三個π介子“θ-τ之謎”的最方便辦法。但是，科學家顯然不願意如此簡單了事。
為了對θ和τ這兩種“奇異粒子”作精確的測量，於是就利用加速器來進行研究，因為加速器可以產生數量極多，而且能精確測量控製的粒子數。這種研究“奇異粒子”的狀況當時非常熱，1956年下半年，紐約長島布魯克海汶國家實驗室的加速器有百分之六十的機器運轉時，都用於進行這種研究。可見，“奇異粒子”當時是人們非常關注的焦點。