Открытие мезона, в отличие от открытия позитрона явилось не ре­зультатом единичного наблюдения, а скорее выводом из целой серии экспериментальных и теоретических исследований.

В 1932 году Росси, используя метод совпадений, предложенный Боте и Кольхерстером, показал, что известную часть наблюдаемого на уровне моря космического излучения составляют частицы, способные прони­кать через свинцовые пластины толщиной до 1 м. Вскоре после этого он также обратил внимание на существование в космических лучах двух различных компонент. Частицы одной компоненты (проникающая компо­нента) способны проходить через большие толщи вещества, причем степень поглощения их различными веществами приблизительно про­порциональна массе этих веществ. Частицы другой компоненты (ливне­образующая компонента) быстро поглощаются, в особенности тяжелыми элементами; при этом образуется большое число вторичных частиц (ливни). Эксперименты по изучению прохождения частиц космических лучей через свинцовые пластины, проведенные с камерой Вильсона Ан­дерсоном и Неддемейером, также показали, что существуют две раз­личные компоненты космических лучей. Эти эксперименты показали, что, в то время как в среднем потеря энергии частиц космических лучей в свинце совпадала по порядку величин с теоретически вычисленной потерей на столкновения, некоторые из этих частиц испытывали гораздо большие потери.

В 1934 году Бете и Гайтлер опубликовали теорию радиационных по­терь электронов и рождения пар фотонами. Свойства менее проникаю­щей компоненты, наблюдавшейся Андерсоном и Неддемейером, нахо­дились в согласии со свойствами электронов, предсказанными теорией Бете и Гайтлера; при этом большие потери объяснялись радиацион­ными процессами. Свойства ливнеобразующего излучения, обнаружен­ного Росси, также могли быть объяснены в предположении, что это из­лучение состоит из электронов и фотонов больших энергий. С другой стороны, признавая справедливость теории Бете и Гайтлера, приходи­лось делать вывод, что "проникающие" частицы в экспериментах Росси и менее поглощающиеся частицы в экспериментах Андерсона и Недде­мейера отличаются от электронов. Пришлось предположить, что прони­кающие частицы тяжелее электронов, так как согласно теории потери энергии на излучение обратно пропорциональны квадрату массы.

В связи с этим обсуждалась возможность краха теории излучения при больших энергиях. В качестве альтернативы Вильямс в 1934 году высказал предположение, что проникающие частицы космических лучей, возможно, обладают массой протона. Одна из трудностей, связанных с этой гипотезой, заключалась в необходимости существования не только положительных, но и отрицательных протонов, потому что экспери­менты с камерой Вильсона показали, что проникающие частицы косми­ческих лучей имеют заряды обоих знаков. Более того, на некоторых фо­тографиях, полученных Андерсоном и Неддемейером в камере Виль­сона, можно было видеть частицы, которые не излучали подобно элек­тронам, но, однако, были не такими тяжелыми, как протоны. Таким обра­зом, к концу 1936 года стало почти очевидным, что в космических лучах имеются, кроме электронов, еще и частицы до тех пор неизвестного типа, предположительно частицы с массой, промежуточной между мас­сой электрона и массой протона. Следует отметить также, что в 1935 году Юкава из чисто теоретических соображений предсказал существо­вание подобных частиц.

Существование частиц с промежуточной массой было непосредст­венно доказано в 1937 году экспериментами Неддемейера и Андерсона и Стрита и Стивенсона.