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他立志要弥补这一点，最后这成为他一生的事业。
一开始他模仿伽伐尼利用青蛙腿来研究，但是初期的结果令人失望，实验室培养的青蛙肌肉的X射线光斑非常暗淡，无法得到清楚的模式。
不过后来他发现野生青蛙的肌肉就好多了，所以每天一大早还没吃早饭，他就在寒冷的清晨，骑车前往沼泽区捉青蛙带回来做实验。
然而这些野生青蛙腿虽然可以产生清楚的X射线光斑，但是结果却难以解读。
赫胥黎在1952年的博士论文答辩时遇到了多萝西·霍奇金，这本来应该是件很幸运的事，因为她可是晶体学领域里的佼佼者。
在看过赫胥黎的论文之后，霍奇金闪过一个念头，认为实验结果或许可以用纤丝滑动来解释，并且在楼梯间遇到克里克时，非常兴奋地与他讨论这个主意。
但是当时的赫胥黎还处在血气方刚的好斗年纪，因此他理直气壮地与霍奇金争辩，认为她并没有仔细阅读论文中关于实验方法那一章，而论文的数据并不支持她的结论。
两年之后，在电子显微镜的辅助之下，赫胥黎自己也得到相同的结论，不过现在他有非常充足的证据。
由于赫胥黎过早下结论拒绝接受纤丝滑动理论，让该理论的发现延迟了两年，但他有准确的洞察力，相信结合X射线晶体学与电子显微镜，必定能够揭开肌肉收缩的分子机制。
赫胥黎指出，这两个技术都各有缺点，“电子显微镜可以给我们清晰又明确的影像，但有各种各样的伪影。
X射线晶体学可以给我们真实的数据，但难以解读。”
而他的洞见是相信两者可以取长补短。
赫胥黎也很幸运，因为当时没有人有远见，可以看出科技在未来半世纪的长足发展，特别是X射线晶体学。
X射线晶体学最大的问题就在于射线的强度。
要让X射线通过物体产生可被观察的衍射（或散射）图案，需要非常大量的射线。
这需要花非常多的时间（在20世纪50年代要花上数小时至数天，赫胥黎和其他科学家常常需要花上一整晚确保脆弱的X射线源不至于过热），不然就需要极强的放射源，能在瞬间产生强力X射线。
生物学家再度需要物理学的发展，特别是在同步加速器上的。
同步加速器就是那些环状亚原子粒子加速器，利用同步的磁场与电场，给质子与电子这类次原子粒子加速，使粒子达到近似宇宙射线的速度，再让它们撞击在一起。
对于生物学家来说，同步加速器的价值，恰好就是让物理学家烦心的副作用。
当带电的粒子在环状轨道中加速时，会释放出电磁辐射，或称为“同步加速器光源”
，而这些辐射大部分恰好落在X射线的范围中。
这些强力射线非常好用，可以在不到一秒的时间内生成衍射图像，这在20世纪50年代，用传统的技术可要花上数小时至数天。
时间对肌肉研究来说格外重要，因为肌肉收缩发生在几百分之一秒内。
要想在肌肉收缩的时候同步研究分子的结构改变，同步加速器光源是最佳选择。
赫胥黎最早提出纤丝滑动理论的时候，该理论还只是一个数据不足的假说。
但是从那时候开始，理论预测的许多机制已经渐渐被赫胥黎以及其他科学家，利用相同的技术一点一点厘清，其详细程度在空间上达到原子等级，在时间上达到数分之一秒。
维多利亚时期的科学家只能看到稍微放大的显微结构，赫胥黎却可以看出详细的分子结构，并且预测其作用机制。
如今除了一小部分机制尚未明确，我们几乎知道肌肉是如何一个原子一个原子地收缩的。
肌肉收缩所依赖的是两种蛋白质，肌球蛋白与肌动蛋白。
这两个蛋白质的构造，都是由不断重复的单元所结成的长条纤维（也就是聚合物）。
较粗的肌丝由肌球蛋白构成，这是维多利亚时期的科学家起的名称，而较细的肌丝则是由肌动蛋白构成。
这两种纤维，粗肌丝与细肌丝，各自被捆成一束，彼此平行排在一起，两种纤维束之间则由与纤维呈直角的横桥连在一起（休·赫胥黎在20世纪50年代首次用电子显微镜看到该构造）。
横桥并非僵硬不动，而是可以前后摇摆。
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