Koniec ubiegłego wieku zaznaczy się w historii nauki jako czas wielu ważnych odkryć w historii nauki. I tak we wrześniu 1995 roku badaczom z CERN udało się po raz pierwszy otrzymać całe antyatomy. Istnienie antymaterii przewidziano dużo wcześniej bo już w latach dwudziestych ubiegłego wieku. Ale droga od teorii do praktyki była długa. W otrzymanych antyatomach obdarzony ujemnym ładunkiem elektrycznym antyproton związany jest z dodatnio naładowanym antyelektronem. Podczas tego eksperymentu udało się uzyskać dziewięć takich antyatomów, które są antyatomami wodoru. Były one bardzo nietrwałe, istniały zaledwie 40 miliardowych sekundy. Po tym czasie następowało zderzenie antyatomów ze zwykłymi atomami i dochodziło do anihilacji. Tak więc kolejnym etapem badań stało się dążenie do unieruchomienia atomów antymaterii na tak długi czas aby było możliwe ich dokładne zbadanie. Jest to konieczne do sprawdzenia, czy prawa fizyki obowiązujące w świecie materii rządzą także antymaterią. Tak zresztą przewidują wszystkie dotychczasowe teorie.

Drugim niewątpliwie ważnym odkryciem były kwarki i identyfikacja sił je wiążących. Kwarki obecnie uważane są za najmniejsze "cegiełki" materii , z których zbudowany jest świat. Odkryto, że nie występują one nigdy pojedynczo, ale zawsze łączą się w pary, trójki lub piątki. W ten sposób powstają inne cząstki. Początkowo sądzono, że model kwarków stanowi tylko wygodny opis matematyczny pozwalający wyjaśnić wiele zjawisk. Niewielu jednak przypuszczało, że mogą one istnieć w rzeczywistości.

Pierwszy eksperyment, który przyniósł dowody na istnienie kwarków przeprowadzono w roku 1967 w akceleratorze w Stanford. Eksperyment polegał na skierowaniu wiązki elektronów na tarczę zawierającą atomy wodoru. Okazało się, że protony, o których sądzono ,że są niepodzielne muszą składać się z mniejszych cząstek. To są właśnie kwarki.

Kolejny etap badań polegał na odkryciu jak kwarki są ze sobą powiązane. Siły wiążące kwarki nazwano oddziaływaniem silnym i wkrótce opisano jego własności. Za te prace została przyznana Nagroda Nobla w roku 2004.

W roku 1996 uczonym ze Stanów Zjednoczonych po raz pierwszy udało się otrzymać metaliczny wodór. O tym, że taka przemiana może być wykonalna przypuszczano już od roku 1935 . Wtedy to przejście takie zostało zaproponowane przez Wignera i Huntingtona.

Gdy panuje normalne ciśnienie można powiedzieć o ciekłym wodorze cząsteczkowym, że jest izolatorem. Na jego zachowanie ma wpływ duża przerwa energetyczna, która dzieli wypełnione pasmo walencyjne i puste pasmo przewodnictwa. W przewodnikach natomiast część elektronów znajduje się także w paśmie przewodnictwa i dzięki temu mają swobodę przemieszczania się w metalu. Tak więc wydawało się, że aby przeprowadzić wodór w stan metaliczny konieczne jest zmniejszenie odległości miedzy pasmem walencyjnym i pasmem przewodnictwa aby umożliwić swobodny ruch elektronów miedzy tymi pasmami. Uczeni doszli do wniosku, że można tego dokonać stosując bardzo wysokie ciśnienia. Okazywało się jednak, że jeżeli wysokim ciśnieniem zadziała się na wodór zestalony to nie osiągnie się zamierzonego efektu. Dlatego po licznych nieudanych próbach postanowiono poddać wysokiemu ciśnieniu wodór ciekły. Doświadczenie polegało na umieszczeniu próbki ciekłego wodoru pomiędzy kowadełkami i przy zastosowaniu metody udarowej uzyskano ciśnienie wynoszące 80 tysięcy GPa.

W trakcie eksperymentu dokonywano pomiarów oporu właściwego badanej próbki ciekłego wodoru. I okazało się , że w trakcie zwiększania ciśnienia od 80 - 140 GPa wartość tego oporu zmniejszała się stopniowo, aż osiągnęła wartość , która była mniejsza o cztery rzędy wielkości od wartości wyjściowej. Natomiast powyżej 140 GPa wartość oporu już się nie zmieniała. Osiągnięta wartość oporu właściwego była typowa dla metali alkalicznych w stanie ciekłym. Stwierdzono więc, że wodór przeszedł w stan metaliczny.

Wysokie ciśnienie było przyczyną zmniejszenia się przerwy energetycznej. W stanie metalicznym wynosiła ona około 0.3 eV. Dzięki temu, że jest ona podobna jak energia ruchu termicznego elektronów, dlatego mogły one pokonywać ta barierę zapełniając pasmo przewodnictwa. W ten sposób wodór nabrał cech metalicznych.

Jednak wyniki eksperymentu nie były zgodne z przewidywaniami teoretycznymi. Szacowano bowiem, że wartość oporu właściwego wodoru w stanie metalicznym powinna być około sto razy mniejsza.

Dzięki temu eksperymentowi udało się zrozumieć zjawiska towarzyszące przechodzeniu pierwiastków w postać metaliczną. Zrozumienie tego procesu stało się ważne także dla środowiska astronomów, którzy w przyszłości będą mogli wykorzystać tą wiedzę przy opracowywaniu kolejnych modeli budowy tych planet Układu Słonecznego, które w swoim składzie zawierają głównie wodór. Wewnątrz tych planet bowiem przy tamtejszych warunkach temperaturowych i ciśnieniowych wydaje się, ze jedyną możliwą postacią wodoru jest właśnie wodór metaliczny.

Kolejne odkrycie dotyczy cząstek zwanych neutrinami. Neutrina są to cząstki elementarne pozbawione ładunku elektrycznego. Są leptonami, o spinie ½. Neutrina mogą oddziaływać tylko za pomocą oddziaływań słabych i ewentualnie grawitacyjnych jeśli mają masę. To , że neutrina muszą istnieć wiadomo było już od roku 1930. Wtedy to Wolfgang Pauli próbował w ten sposób utrzymać zasadę zachowania energii w rozpadach beta. Podczas rozpadów beta emitowane cząstki mogą mieć różne energie, nie jak w przypadku emisji cząstek alfa lub kwantów gamma. Przed Paulin badacze nie potrafili wyjaśnić dlaczego tak się dzieje, że widmo promieniowania beta jest ciągłe. Pauli zasugerował, że podczas rozpadu jądra oprócz cząstek beta emitowane są jeszcze inne cząstki o bardzo małej lub zerowej masie, które zabierają część energii. Ponieważ nie mają ładunku elektrycznego i nie powodują na swojej drodze efektu jonizacji wobec tego bardzo trudno stwierdzić ich istnienie. Sam uczony nie był do końca pewien o jaką cząstkę może chodzić. Później stwierdzono, że podczas rozpadów beta minus generowane są antyneutrina elektronowe, natomiast podczas rozpadów beta plus powstają neutrina elektronowe.

Obecnie wiadomo, że neutrina są we Wszechświecie bardzo powszechne. Naturalnym źródłem tych cząstek jest Słońce. W sposób sztuczny można je wygenerować w trakcie reakcji rozszczepienia jądrowego. Po raz pierwszy neutrina udało się zidentyfikować w roku 1956.

Początkowo panował pogląd, że neutrina to cząstki całkowicie pozbawione masy spoczynkowej. Jednak później zaczęły rodzić się wątpliwości. Zaczęto więc przeprowadzać eksperymenty, które miały jednoznacznie rozwiązać ten problem. Zaczęto badać neutrina słoneczne.

Prace takie prowadzono m.in. w Japonii. Tamtejszy eksperyment nosił nazwę Super-Kamionkade. Nazwa pochodzi od zastosowanego w eksperymencie detektora neutrin słonecznych. Ze względu na to, że neutrina są bardzo przenikliwe detektor musiał zostać umieszczony głęboko pod powierzchnią ziemi. Do tego celu wykorzystano kopalnię Kamioka. Okazało się, że liczba neutrin pochodzących ze Słońca jest mniejsza niż ich liczba przewidywana teoretycznie. Aby to wyjaśnić do nauki zostało wprowadzone pojęcie oscylacji neutrin.

Teoria dotycząca oscylacji neutrin opiera się na założeniu, że jeden typ neutrin może w sposób cykliczny przechodzić w drugi. Można bowiem wyróżnić trzy rodzaje neutrin: neutrina elektronowe, neutrina mionowe i neutrina taonowe. W detektorach ziemskich rejestrowane są tylko neutrina elektronowe. Zatem mechanizm oscylacji wyjaśniałby dlaczego jest ich mniej niż można by się spodziewać. Przyjęcie zjawiska oscylacji neutrin nie jest sprawą prostą . Równałoby się to przyznaniu, że neutrina mają masę, a to z kolei wprowadziłoby zamieszanie w założeniach modelu standardowego.

Pierwsze doniesienia dotyczące zjawiska oscylacji nadeszły z ośrodka przy reaktorze Savannah River. Pracami eksperymentalnymi dowodził tam Reines od dawna interesujący się problemem neutrin.

Od tamtego momentu prowadzone jest wiele prac mających na celu potwierdzenie zjawiska oscylacji neutrin.

Ważny z naukowego punktu widzenia był eksperyment przeprowadzony w Los Alamos w roku 1995. W doświadczeniu wykorzystano przyspieszone w akceleratorze protony, które następnie docierały do zbiornika wypełnionego wodą. Dochodziło wtedy do wytwarzania dużej ilości mezonów. Następnie mezony te ulegały rozpadowi na neutrina mionowe i antyneutrina mionowe. Powstałe cząstki kierowane były do detektora rejestrującego antyneutrina elektronowe. Czas wykonywania pomiarów wynosił 4 miesiące. W tym czasie detektor zarejestrował 80 zdarzeń spowodowanych przez antyneutrina elektronowe. Połowa antyneutron była pochodzenia kosmicznego i stała się promieniowaniem tła. Ważne było pozostałe 40 neutrin. Stały się bowiem dowodem, że neutrina mionowe mogą oscylować i stawać się neutrinami elektronowymi. Sugeruje to, że któraś z tych dwóch odmian neutrin posiada masę, równą kilku dziesiątym elektronowolta. Masa i energia jest bowiem równoważna, o czym mówi słynny wzór Einsteina E=mc.

Ostatnie lata ubiegłego wieku przyniosły również inne bardzo ważne odkrycie. Mianowicie naukowcom z CERN udało się uzyskać dowody na istnienie nowego stanu materii zwanego plazmą kwarkowo - gluonową. Uważa się, że plazma kwarkowo - gluonowa istniała w pierwszym ułamku sekundy po narodzinach Wszechświata czyli po Wielkim Wybuchu.

Panująca wtedy bardzo wysoka temperatura i olbrzymi gęstość uniemożliwiała istnienie hadronów. Dlatego materia miała postać "zupy" kwarkowo - gluonowej. Dopiero gdy temperatura spadła nieco, co nastąpiło po około sekundy możliwe było przejście fazowe i z plazmy wyodrębniły się hadrony.

Eksperymenty przeprowadzane właśnie m.in. w CERN mają na celu osiągnięcie takich warunków, aby doszło do odtworzenia plazmy takiej jaka występowała po Wielkim Wybuchu. W tym celu jądra pierwiastków ciężkich przyspiesza się do prędkości zbliżonej do prędkości światła. Następnie jądra te zderzają się ze sobą czołowo. I właśnie przy badaniu zderzeń jąder ołowiu udało się zdobyć pierwsze dowody na powstawanie plazmy kwarkowo - gluonowej.