До середини XX століття у фізиці з’явилося поняття «зоопарку частинок», що означає безліч різноманітних елементарних складових матерії, з яким зіштовхнулися вчені після того, як були створені досить потужні прискорювачі. Одними з найбільш численних мешканців «зоопарку» стали об’єкти, що одержали назву мезонів. Це сімейство частинок поряд з баріонів входить у велику групу адронів. Вивчення їх дало змогу проникнути на більш глибокий рівень структури матерії і сприяло впорядкуванню знань про неї в сучасну теорію фундаментальних частинок і взаємодій – Стандартну модель.
Історія відкриття
На початку 1930 років, після прояснення складу атомного ядра, постало питання про природу сил, що забезпечують його існування. Було ясно, що взаємодія, що зв’язує нуклони, має бути надзвичайно інтенсивним і здійснюватися шляхом обміну певними частками. Розрахунки, виконані в 1934 році японським теоретиком Х. Юкавой, показали, що по масі ці об’єкти перевершують електрон в 200-300 разів і, відповідно, в декілька разів поступаються протону. Пізніше вони отримали найменування мезонів, що в перекладі з грецького означає «середній». Однак їх перше пряме виявлення виявилося «осічкою», пов’язаної з близькістю значення мас дуже різних частинок.
У 1936 році в космічних променях були відкриті об’єкти (їх назвали мю-мезонами) з масою, що відповідає розрахунками Юкави. Здавалося, шуканий квант ядерних сил знайдено. Але потім з’ясувалося, що мю-мезони – це частинки, що не мають відношення до обмінних взаємодій між нуклонами. Вони разом з електроном і нейтрино відносяться до іншого класу об’єктів мікросвіту – лептонам. Частинки були перейменовані в мюоны, а пошуки тривали.
Кванти Юкави були виявлені лише в 1947 році і отримали назву «пі-мезони», або півонії. Виявилося, що електрично заряджений або нейтральний пі-мезон – це та частка, обмін якої дозволяє нуклонамм співіснувати в ядрі.
