Echipe de fizicieni utilizate acceleratoare de particule tot mai puternice pentru a investiga structura interioară a nucleului și de bază structura materiei. Coliziuni de particule subatomice în aceste acceleratoare produs o mare varietate de particule subatomice necunoscute anterior. Owen Chamberlain și Emilio Segre a constatat existența unui proton cu o sarcină negativă, numită antiprotoni. În anii 1950 și '60, Murray GellMann și George Zweig au arătat în mod independent cum proprietatile multe dintre particulele ar putea fi contabilizate în cazul în care s-au compus din particule încă mai mici, care Gell-Mann, numite cuarci. Fizicienii care lucrează cu teorii privind particulele elementare a prezis existența unor particule care au fost descoperite în anii 1970 și 1980. Unul dintre ei, gluon, ajută cuarci se unesc pentru a forma protoni și neutroni. Alte particule descoperite includ W de particule și Z particule.
La sfarsitul anilor 1950 rachetele efectuate primilor sateliți artificiali în spațiu. Pe parcursul următoarelor decenii, mulți sateliți științifici au fost plasate pe orbita sau expediat prin intermediul sistemului solar, oferind cantități enorme de date despre Pământ și sistemul solar ca întreg. Observațiile obiecte astronomice dat astrofizicieni o mai bună înțelegere a proceselor fizice care au loc în stele, în materie interstelar, și în obiecte, cum ar fi pulsari. Astrofizicienii au descoperit dovezi că universul a început la un moment dat într-un singur cosmic explozie-Big Bang-și, cu ajutorul informațiilor obținute din studiul particulelor elementare, le-a determinat modul în care universul ar fi putut evolua în forma sa actuală.
Oamenii de stiinta au studiat proprietățile, cum ar fi supraconductibilitate, prezentat de anumite tipuri de materie la temperaturi extrem de scăzute. Magneți supraconductori au fost dezvoltate pentru a fi utilizate în instrumente științifice și alte dispozitive. La mijlocul anilor 1980, J. Georg Bednorz, K. Alex Mller, și alții creat materiale care prezintă supraconductibilitatea la temperaturi mult mai mari decât materiale cunoscute anterior. Mulți fizicieni crede că aceste noi materiale ar duce la dezvoltarea de aplicații importante de economisire a energiei.
În deceniile următoare al doilea război mondial, oamenii de stiinta a făcut o serie de descoperiri importante în domeniul electronici
