Більшості фізиків тієї доби це здавалося лише математичним вивертом, уявним віддзеркаленням, проте відкриття Андерсона виправдало наполегливість Дірака. З’ясувалося, що й справді існує позитивно заряджений еквівалент електрона. Відкриття позитрона відбулося завдяки камері Вільсона, в якій можна простежити траєкторії заряджених частинок. Заряд установлюється за кривою, на яку впливає зовнішнє магнітне поле.
Спосіб виявлення у камері Вільсона спирається на конденсацію пари, себто перехід від газу до рідини. Явище спостерігається там, де є електричні заряди. Рух однієї зарядженої частинки приводить до місцевої іонізації впродовж його траєкторії. Іонізація дозволяє притягнути краплини конденсації. На практиці в огородженому просторі, заповненому повітрям і парами алкоголю, підтримується постійний перепад температури. Іони, що утворюються з проходженням частинок, складають щось на кшталт зародку конденсації. «Туман» з’являється там, де є заряди. Нині такий тип детекторів уже не використовують, але в наукових музеях можна побачити їхні сучасні версії.
Нобелівський комітет відзначав цей спосіб двічі. 1927 р. — Чарлза Томсона Різа Вілсона за «метод візуалізації слідів заряджених частинок через конденсацію парів» — тоді Нобелівську премію вперше присудили за технічний винахід; а 1948 р. Патріка Мейнарда Стюарта Блеккета відзначили за «вдосконалення камери Вільсона та зроблені завдяки цьому відкриття в ядерній фізиці та космічному випромінюванні».
Ще одне фундаментальне відкриття є наслідком дослідження космічних променів — відкриття мюона. І знову це стало результатом взаємодії теорії та практики. На відміну від випадку з позитроном, коли теоретичне передбачення не набагато випередило експериментальне підтвердження, на з’ясування ролі мюона знадобилося ціле десятиріччя.
На землю неперервно падає злива електрично заряджених частинок — щосекунди сотня частинок вкриває кожен квадратний метр. Маса частинки, знайденої у 30-х роках, була проміжною між масами електрона і протона, за що й дістала назву «мезона». Мезон здатен з легкістю пройти крізь товсту пластину заліза, зупинитися в ній та розпастися впродовж кількох мікросекунд. Для виявлення було використано «електричний детектор», уперше устаткований схемами випадкового збігу. На першому такому детекторі використовувалася руркова батарея Ґайґера. Рурка Ґайґера заповнена газом, що легко іонізується, переважно аргоном. У її центрі — дріт під високою напругою, тоді як стінки заземлено. Коли заряджена частинка пролітає крізь газ, відбувається іонізація. Оскільки між дротом і стінками прикладено електричне поле, з проходженням частинок електрони вириваються з атомів газу, тож залишаються позитивно заряджені іони. Вільні електрони притягаються позитивно зарядженим дротом, а іони мігрують до стінок. За достатньої напруги електрони швидко розмножуються поблизу центрального дроту, де існує сильне електричне поле — тож на дроті можна зафіксувати електричний сигнал. Рурка може бути до десяти сантиметрів у діаметрі, а напруга досягати кількох кіловольт.
Досліджуючи космічні промені, Джузеппе Окк’яліні і Сесіл Френк Павелл спостерегли два цікаві явища в ядерних емульсіях, виставлених на велику висоту; ці явища прямо показали, що мюон утворюється під час дезінтеграції іншої частинки з проміжною масою. Цей «первісний мезон» дістав назву мезона π-піона — і це та сама частинка, існування якої передбачив Юкава, намагаючись пояснити сильне притягнення між нуклонами внаслідок ядерної взаємодії. Нині лише фізики дуже поважного віку використовують назву «мезон» на позначення мюону.
Спосіб виявлення за допомоги емульсії широко використовувався для дослідження космічних променів. У 1950 р. Павелл одержав Нобелівську премію за «вдосконалення фотографічного методу вивчення ядерних процесів і відкриття, зроблені завдяки цьому методові та стосовні мезонів». Спосіб ґрунтується на тому факті, що заряджені частинки, перетинаючи фотопластинку, іонізують атоми, що їм трапляються. Плівка відіграє роль гелю, іони зберігають заряд і розрізняються під час проявлення емульсії. Щодо отримуваного просторового рішення цей спосіб — незрівнянний: траєкторію частинок можна виміряти з точністю до мікрона, тож його використовують, коли потрібні дуже точні сліди. Але щодо аналізу отриманих результатів цей метод надто складний, а ще — пасивний, адже він не дає жодної інформації про час. Нині цей спосіб переважно заміняють швидкими методами, що дозволяють за короткий час зібрати різноманітні дані.