宇宙是什么

2. 汤川粒子是在安第斯山的山顶被发现的

  虽然μ子的质量与汤川预言的粒子质量一致，但其性质更像“电子的哥哥”（μ子是第二代基本粒子，其实应该称其为“弟弟”或“儿子”。不过，从μ子的质量比电子大这一点来看，μ子似乎更“年长”一些）。

  最关键的一点是，μ子并不传递强力。对此做出验证的是意大利的物理学家。当时的意大利被纳粹占领，据说研究μ子的物理学家逃了出来，潜入地下设施继续自己的研究工作。不幸的物理学家不得不潜入地下进行实验研究，这似乎与可以传播到地下的μ子非常相配。

  总之，μ子不是汤川理论所预言的介子。但是，存在与预言中质量一致的粒子，意味着可能还存在另外一个与之类似的粒子。但是，为什么无法在宇宙射线中找到它呢？

  某个研究团队提出了一种解答，即“是否因为介子比μ子的寿命还短，所以无法到达地面”。

  虽然μ子是从宇宙射线中检测出来的，但从宇宙到达地球的粒子几乎都是质子。这些质子在高空与空气中的原子核发生反应，然后产生了μ子。

  μ子在高空形成后会向地面降落（而且根据相对论，μ子的时间会变慢，从而延长自身寿命）。寿命不长的μ子到达地面时仍未发生衰变。这样的话，如果介子的寿命比μ子短，那么在更高的地方寻找介子的话，可能会找到它。

  英国的物理学家塞西尔·鲍威尔怀着上述想法登上了南美洲的安第斯山脉的顶峰（海拔约为5000米）。为了实验，物理学家既可以潜入地下，也可以登上高山，这就是物理学家的精神。

  1947年，鲍威尔的努力得到了回应，与强力反应的“汤川粒子”终于被发现，这种粒子被命名为“π介子”（Pion）。宇宙射线中的质子在高空与氮、氧的原子核发生碰撞产生了π介子。不过，π介子的寿命非常短，仅为μ子寿命的千分之一，所以即使它以光速运动让自身的时间变慢，也无法到达地面。π介子在下降过程中会衰变成μ子，因此它到达地面时早已面目全非了。

  这次的发现让汤川秀树博士成为1949年的诺贝尔物理学奖得主。发现π介子的鲍威尔，则获得了1950年的诺贝尔物理学奖。