從入射粒子跟靶材料中的原子核碰撞的情況，可以知道關於物質的基本“建築材料”的許多情況。由射入的“炮彈”從“靶”原子裏打出來的亞原子粒子流，可以導入一個泡沫室，導入泡沫室的粒子的軌跡——液態氫裏的極微小的泡沫線——可以拍成照片以供分析。速度、質量、電荷和其他特性都能從泡沫室裏的軌跡照片看出來，使“偵探”能對“通緝的罪犯”進行正確的描述。
勞倫斯在1930年製造的第一台回旋加速器，是一台精密的小型設備，直徑隻有4英寸半，最多能把粒子加速到125萬電子伏。這聽起來也許已經很了不起了，但是從那以後，加速器造得越來越大，在日內瓦附近的法瑞邊界建造了一台最大的加速器，直徑達3英裏，指望它能發出3000萬萬電子伏的脈衝。因此，要研究最小的實體，必須使用倍數最大的“顯微鏡”。
核研究還在繼續進行，目的是為了尋找關於原子結構的一些尚未解決的問題的答案。在研究過程中又發現了一些奇怪的粒子（它們的“奇怪性”能準確地測出），它們的行為和作用尚未得到充分說明。但是，沒有一種粒子能看成是構成原子核、原子和宇宙的最小的不可再分的單位。在探索物質奧秘的這個過程中，回旋加速器和從其演變出來的其他儀器繼續起著重要的作用。
陀螺儀的性能
圍繞著一個可轉動的軸旋轉的任何物體，不管它像兒童玩的陀螺那樣小，還是像地球那樣大，都可以稱為陀螺儀。陀螺儀的首次實際應用也許應歸功於塞遜，他在1744年說服英國海軍部在海上試驗一個旋轉的、能為船舶指示出穩定的水平基準線的轉子。它裝在一個樞軸上，以免因船晃動而受幹擾，它是現代飛機上使用的陀螺水平儀的祖先。
在塞遜之後很多年，有一個叫桑的蘇格蘭人和一個叫富科爾的法國人分別在1836年和1852年利用陀螺的穩定性來證明地球的自轉，但是桑沒有錢製造一個足夠精確的轉子。富科爾成功地製成了這樣的轉子，並創造了陀螺儀這個名詞。
20世紀初，利用大型陀螺儀穩定船舶以防止左右搖晃的研究活動突然增加，最初的發明者是奧托·施利克。這種方法於1908年在英國首次應用，後來被利用小型偏航顯示陀螺儀來控製水下鰭板的方法所取代。大約在同一時期，布倫南、謝爾和希洛夫斯基等發明家正在建造能用兩個輪子而不是四個輪子行駛的車輛，依靠內部的陀螺儀保持直立，但是他們的工作沒有得到社會的承認。
陀螺原理在航海上的另一種應用是陀螺羅經，它現在是除最小的船隻以外的所有船隻上都有的一種重要儀器。人們普遍認為，這是德國人安許茨—肯普夫的發明（1908年），不過緊接著美國的斯佩裏也發明了陀螺羅經。陀螺羅經能夠感測地球的旋轉，然後將轉軸對準北極，正指北方，甚至船舶在海上搖晃和顛簸時，也能對準。
陀螺儀在空中的應用取得了十分明顯的進展。在空中，導航和控製的關鍵是要有一個精確的垂直基準線。一個單擺是不行的，因為如果它的支承點加速，單擺就會猛烈擺動。在仿真水平儀和自動駕駛儀中，使用一個帶垂直軸的陀螺儀，就像一個直立的陀螺一樣。飛機在上升或側滾時跟固定的陀螺軸形成的相對角度會給出一個讀數供駕駛員直接利用，也可用作自動控製係統的一個數據。
在過去的20年中，這些航空上的應用，最後發展成了複雜的慣性導航係統。
其核心是微型的精密陀螺儀，它能測出每小時零點幾度的輕微轉動——這種轉動比地球緩慢的自轉還要小得多。此係統能獨立運轉，在幾千英裏的飛行中，不依靠任何外界的參改源，將飛機精確的位置和方向記錄下來。
奇妙的萬向支架
當一個宇宙飛船飛離地球後，在茫茫的太空裏，是什麼東西給它指引航向呢？用指南針？不行，因為飛船已經脫離了地球。
一般是使用陀螺來導航，陀螺過去是一種玩具，但是由於它轉動後有一種保持轉軸不變的慣性，所以可以用於導航。但是，必須有一個萬向支架，使運動的船體不影響陀螺運行。飛行器無論怎樣翻轉，陀螺的支架必需保持“水平”才成。所以這種支架又叫作常平支架，它是構成現代陀螺儀的一個重要的部件。