Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
1953 р. було зроблено спостереження, що позитрон і електрон сполучаються й утворюють псевдоатом, який дещо нагадує атом Гідрогену. В атомі Гідрогену електрон може бути описаний як такий, що рухається навколо практично нерухомого ядра — протона. У псевдоатомі, утвореному позитроном і електроном, який дістав назву позитронію, ці дві частинки мають однакову масу, внаслідок чого вони здійснюють аналогічні рухи відносно свого центра мас, тобто відносно точки, що лежить на середині прямої, яка сполучає ці частинки.
Американському фізику Мартіну Дейчу вдалося встановити існування двох видів позитронію. Один вид, у якому спін позитрона антипаралельний спіну електрона, називається парапозитронієм, а другий вид із двома паралельними спінами називається ортопозитронієм. Парапозитроній розпадається внаслідок анігіляції позитрона й електрона з утворенням двох фотонів; його період напіврозпаду дорівнює 0,9·10−10 с. Ортопозитроній розпадається з утворенням трьох фотонів, і його період напіврозпаду дорівнює 1,0·10−7 с. Існування позитронію було підтверджено шляхом спостереження відрізка часу між моментом його утворення (при розпаді 22Na, що супроводжується випусканням позитронів) і його анігіляцією. Цей час запізнення, як було встановлено, відповідає перебігу двох реакцій першого порядку з указаними вище значеннями періоду напіврозпаду.
Вдалося також спостерігати й мюоній — псевдоатом, що складається з від'ємного мюона, який рухається навколо протона. Спостерігалися й інші мезонні атоми, за своєю структурою аналогічні звичайним атомам, але такі, що мають мюон або інший мезон замість одного з електронів. Так, мюонний неон являє собою атом Неону з від'ємним мюоном замість одного електрона.
Було також одержано й мюонний молекулярний іон [H+μ−D+]+, у якому протон і дейтрон утримуються разом від'ємним мюоном. У цьому випадку протон і дейтрон перебувають на досить близькій відстані (близько 0,3 пм), завдяки чому стає можливою реакція між ними, що супроводжується звільненням мюона й утворенням ядра 3He та додаткового мюона; при цьому виділяється 5,4 МеВ енергії. Використання такого роду мезонної молекули, можливо, дасть змогу вести контрольоване одержання енергії, що виділяється при ядерному синтезі.