В 1947 р. Г. Рочестер и С. Батлер при изучении космических лучей обнаружили в камере Вильсона расходящиеся из одной точки в виде буквы V следы частиц. Было очевидно, что они рождались при распаде каких-то неизвестных частиц, которые нейтральны и следов не оставляли.
Позднее эти новые частицы были обнаружены и другими исследователями. Одна из них примерно вдвое легче протона и была названа К-мезоном, или каоном; другая, несколько тяжелее протона, получила название Ʌ-частицы (ламбда).
В течение последующих восьми лет к ним присоединились заряженные каоны, а также два новых вида тяжелых частиц: Σ-частицы (сигма) и частицы (кси). Σ и частицы (кси), как и Ʌ-частица, оказались тяжелее протона и получили общее название гиперонов.
Открытие каонов и гиперонов было совершенно неожиданным, и они получили название странных частиц. Их роль в строении вещества не ясна, хотя очевидно, что все они участвуют в ядерных взаимодействиях. Странные частицы обладают рядом «загадочных» свойств, например, имеют неожиданно большое с точки зрения теории время жизни.
Элементарные частицы образуются при столкновениях частиц высоких энергий с другими частицами. Долгое время такие столкновения можно было наблюдать только в космических лучах, которые были единственным источником частиц высоких энергий. В космических лучах и было открыто большинство элементарных частиц.
В настоящее время для изучения элементарных частиц используются ускорители протонов и других заряженных частиц. На крупнейшем Серпуховском ускорителе получают пучок протонов с энергией 76*103 МэВ, а также пучки других частиц (пионов, каонов и др.) с энергией до 60*103 МэВ. Строятся гигантские ускорители, рассчитанные на получение энергий порядка 106 МэВ.
В середине 50-х годов была открыта еще одна разновидность мезонов: η-мезон (эта), и самая тяжелая частица — Ω—-гиперон (омега).
В 1961—1962 гг. экспериментально было доказано существование второго типа нейтрино — мюонного нейтрино, получившего обозначение vμ; электронное нейтрино стали обозначать ve.
Мюоны образуются вместе со своим нейтрино при распаде заряженных пионов:
π+ → μ+ + vμ, π— → μ— +— vμ
Мюонное нейтрино (vμ и антинейтрино (—vμ очень похожи по своим свойствам на электронное нейтрино (ve) и антинейтрино (—ve), однако опыты показали, что это различные частицы.
Удивительным свойством мюона, которое пока не получило объяснения, является его полное сходство с электроном во всем, кроме массы: мюон в 207 раз тяжелее электрона. Этот «тяжелый электрон» может даже на некоторое время занимать место электрона в атоме, вращаясь по очень близко расположенной к ядру орбите.
При распаде мюонов образуются электроны и позитроны и два нейтрино — электронное и мюонное:
μ— → e— + —ve+ vμ, μ+ → e+ + ve + —vμ
