1944年法国物理学家们在研究宇宙射线时注意到一种云雾室径迹，它表征了一种新粒子，质量大约为电子质量的1000倍，大约为质子重量的一半，通常与π介子结合产生。这种粒子以及π介子显然是宇宙线凿子撞击原子同时形成的。两种粒子在形成之后各自朝不同的方向移动留下一个V形径迹，因此被称作“V事件”，其中的重粒子就称为“V”粒子。后来发现V事件是常见的而所有的V事件都含这种特殊的粒子。因此必须找到一个新的名称。由于新粒质量介于质子和电子之间属于介子族。为了将它与其他介子区分开来，就称它为“K介子”，也称为“Kaon”。

K介子非常不稳定，其寿命只有一亿分之一秒左右，然后它会以6种不同方式中的任意一种分裂，而形成更小的介子。K介子的不同分裂是很重要的。因为一个K介子能够以这样的方式分裂：它使得一种称为“宇称”的物理量既可以为奇的，也可以为偶的。

此之前人们一直认为粒子发生任何变化时，其宇称必须或者优质为奇，或者保持为偶。在K介子发生分裂的情况下，致函发现宇称可以是奇的，也可以是偶的，这就导致了物理学理论的某种很重要的变化。

杨振宁在粒子物理学方面的另一项杰出贡献是：在1956年和李政道合作，深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜——即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式。一种衰变成偶宇称态，一种衰变成奇宇称态；如果弱衰变过程宇称守恒，则它们必定是两种宇称状态不同的K介子。

但从质量和寿命来看，它们又应是同一种介子。——杨振宁和李政道通过分析认识到，很可能在弱相互作用中宇称不守恒。他们仔细检查了过去的所有实验，确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。次年，这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。因此，杨振宁和李政道的工作迅速得到了学术界的承认，并获得1957年诺贝尔物理奖。一项科学工作，在发表的第二年就获得诺贝尔奖，这是第一次。