究的中心由欧洲转移到美国。大量的科学家为躲避反犹迫害和即将到来的战争移居至美国。美国的一些大学，特别是纽约的哥伦比亚大学和费米任职的芝加哥大学成为了核研究的新中心。曼哈顿计划的新基地于1942年在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯建立。这个战时研究项目旨在利用铀和钋由中子引发的链式反应所释放出的大量能量制造核武器。在1932年中子和正电子发现后，科学家又发现了一系列新粒子，其中包括1936年发现的μ子、1947年发现的π介子和K介子以及1950年发现的Λ粒子。1950年代至1960年，科学家发现了林林总总统称为强