במחצית השנייה של המאה התשע-עשרה, המחקר של ראונית תנועה (כאוטית) של מולקולות גרמה עניין רב של פיסיקאים תיאורטיים רבים של הזמן.שפותח על ידי תאוריה הקינטית ג'יימס מקסוול מדען סקוטי של מבנה המולקולרי של חומר, ואפילו זכה להכרה בקהילה המדעית האירופית, אבל לא הייתה רק צורה היפותטית.אין האישור המעשי שלה לא היה שם.התנועה של מולקולות נותרה בלתי נגישה לתצפית ומדידה ישירות של המהירות שלהם נראית בלתי עבירה רק עניין מדעי.
לכן ניסויים שיכולים, בפועל, להוכיח את העובדה של המבנה המולקולרי של החומר ולקבוע את מהירות תנועה של חלקיקים בלתי נראים שלו, נתפס בתחילה כיסוד.חיוני של ניסויים כאלה למדע פיזי היה ברור, שכן היא מאפשרת להשיג מחקר והוכחה מעשיים של את תוקפו של אחד מהתיאוריות המתקדמות ביותר של הזמן - המולקולרית-קינטית.
בתחילת המאה העשרים, הגיע למדע העולם ברמה מספקת של פיתוח להופעה של האפשרויות אמיתיות של אימות ניסיוני של התאוריה של מקסוול.פיזיקאי הגרמני אוטו שטרן בשנת 1920, תוך שימוש בשיטה של קורות מולקולריות, שהומצאה על ידי דיונת הצרפתי לואי בשנת 1911, השנה הייתה מסוגל למדוד המהירות של מולקולות הגז של כסף.ניסיון שטרן משמעי הוכיח את תוקפו של חוק הפצת מקסוול.התוצאות של ניסוי זה אישרו את ההערכה נאמן של המהירות הממוצעת של האטומים, אשר נגזרים מנחות היפותטיות שנעשו על ידי מקסוול.עם זאת, טבעו של ניסיון סיום מהירות שטרן היה מסוגל לתת מידע רק קשה מאוד.מדע מידע נוסף נאלץ לחכות עוד תשע שנים.
בדייקנות רבה יותר את חוק ההפצה לאמרט היה מסוגל לבדוק בשנת 1929, על מנת לשפר את החוויה של כמה שטרן על ידי העברת הקרן המולקולרית באמצעות זוג דיסקים מסתובבים, חורי רדיאלי, והשתנה ביחס לזה בזווית מסוימת.על ידי שינוי מהירות סיבוב של היחידה ואת הזווית בין החורים, קרן לאמרט יכולה להיות מבודדת ממולקולות בודדות שיש להן מאפיינים שונים מהירות.אבל הניסיון ששטרן יזם את החקירות הניסיוניות בתחום התאוריה מולקולרית-קינטית.
בשנת 1920 הקים את המתקן הניסיוני הראשון הדרוש כדי לבצע ניסויים מסוג זה.היא כללה זוג הצילינדרים נועדו שטרן באופן אישי.בתוך היחידה הוצבה מוט דק עם כסף מצופה פלטינה, שמתאדה כאשר מחוממים עם ציר חשמל.בחלל ריק, שנוצרו בתוך היחידה, קרן צרה של אטומי כסף נערכה זרקה חריץ אורכי לחתוך דרך פני השטח של הגליל, והתיישב על תצוגה חיצונית מיוחדת.כמובן, המכונה נמצאת בתנועה, ואילו אטומים מגיעים לפני השטח, הצליחה להפוך את זווית מסוימת.בדרך זו, שטרן וקבע את מהירות התנועה שלהם.
אבל זה לא רק של אוטו שטרן הישג מדעי.שנה לאחר מכן, הוא התחבר עם וולטר גרלך ערך ניסוי שאישר את קיומם של אטומים בחזרה ולהוכיח את העובדה של קוונטיזציה המרחבי שלהם.ניסוי שטרן-גרלך דרש את הקמתה של התקנה ניסיונית מיוחדת עם מגנט קבוע חזק בבסיסו.תחת השפעתו של השדה המגנטי שנוצר על ידי חלקיקים יסודיים רכיב זה חזק היו מוסח על פי הכיוון של הספין המגנטי משלהם.
