Bilim insanları pozitronu keşfettiklerinde mevcut ekipman olmadan görülemeyecek bir parçacığa ulaşmış oldular. Bu aynı zamanda Albert Einstein'ın ünlü denklemi E = mc2'nin ilk kesin kanıtıydı. Ama her şey bununla bitmedi. Kozmik ışınların incelenmesinden etkilenen Carl Anderson bir sonraki mantıksal adımı attı.
Carl Anderson pozitronu keşfettiğinde henüz doktora sonrası kariyerine başlamıştı ama ne demişler, zaman ve gelgit kimseyi beklemez. 1936 yılında Caltech'te yepyeni bir profesördü ve ilk lisansüstü öğrencisi Seth Neddermeyer'di. Anderson akademik kariyerinin her üç aşamasında da (lisans, yüksek lisans ve profesörlük) Caltech'te bulunmuştur. Böyle bir şey modern zamanlarda oldukça nadirdir. Kaliforniya'yı gerçekten sevmiş olmalı.
1936'nın başında hala kozmik ışınları incelemekle ilgileniyordu, ancak bir sorunu vardı: Testlerini Pasadena, California'da neredeyse deniz seviyesinde yürütüyordu, ancak kozmik ışınlar yaklaşık 20 km yükseklikte oluşuyordu. Nerede ve nasıl yapıldıkları hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsa, tüm o sinir bozucu hava araya girmeden önce bunların üretildiği yere daha yakın bir yere gitmesi gerekiyordu.
Ekipmanını yakındaki dağların zirvesine götürebilirdi ki bu da sahip olduğu bir seçenekti. Bu yüzden Anderson ve Neddermeyer ekipmanlarını Colorado'daki Pikes Peak'in zirvesine taşımayı tercih etti.
Pikes Peak'teki Garip Veriler
Pasadena'nın 260 metrelik yüksekliğine kıyasla Pikes Peak'in zirvesi 4.000 metreden daha fazla yükseliyor. Yine de iki araştırmacı veri toplamak için çalışmaya başladığında her şey yolunda gitti. Şaşırtıcı bilgiler ortaya çıkarıldı. Bulut odasında, yer seviyesinde olduğundan çok daha fazla iz görülebiliyordu. Ekip elektron ve pozitron üreten çok sayıda süreç keşfetti. Etrafta sıçrayan çok sayıda proton keşfedildi.
Bununla birlikte, hiçbir anlam ifade etmeyen birkaç garip izler de keşfettiler. Daha parlak meslektaşlarından bazıları bunların gerçekten elektron olduğunu ve tuhaf davranışlarının Dirac'ın teorisindeki bir boşluğu gösterdiğini düşündü. Atom bombası üzerindeki çalışmalarıyla ünlenecek olan Robert Oppenheimer en dikkatli eleştirmenler arasındaydı. Bu nedenle Anderson ve Neddermeyer bulgularını sessizce dünyaya duyurdular.
Anderson'ın 1936 Nobel Fizik Ödülü, verimli geçen bir yılın taçlandırıcı başarısıydı, ancak o sırada bunun kendisi için ne kadar faydalı olduğunu bilemezdi çünkü kimse bu izlerin ne anlama geldiğini bilmiyordu. Anderson'un Nobel Ödülü'nü almak üzere İsveç'e yapacağı seyahat için ayrılmış olsalar da, her ikisi de sadece bunu düşünüyordu.
Muon'un Keşfi
Anderson 1937 baharında Harvard'ı ziyaret etti ve burada Jabez Street ve E. C. Stevenson adlı iki fizikçinin kendisininkine benzer kanıtlara sahip olduklarını ama yeni bir parçacığın keşfini ilan etmeyi düşündüklerini duydu. Bu konuda geç kalmak istemeyen Anderson hemen Physical Review dergisine bir makale göndererek, Robert Oppenheimer'ın bir yıl önce bu fikre inanmadığı için varlığını küçümsediği parçacığı bulduğunu açıkladı.
Mayıs ayında Anderson'un makalesi yayınlanırken, Nisan sonunda Street'in çalışması Amerikan Fizik Derneği toplantısında sunuldu ve son sunum Ekim 1937'de yapıldı. Bilinen parçacıklar hiyerarşisi artık bu yeni gelen parçacığı da içeriyordu. Bu yeni parçacık bir protondan %14 daha büyük ve bir elektrondan 208 kat daha ağır görünüyordu. Pozitif ve negatif versiyonları var gibi görünüyordu.
Mezos ortadaki bir noktayı ifade ettiği için Anderson bu parçacığa mezotron adını verdi. Ara kütleli daha fazla parçacığın keşfinden sonra, mezotronun adı mu-mezotron, sonra mu mezon ve nihayetinde sadece müon olarak kısaltıldı, böylece benzersiz olmama olasılığının arttığı yansıtıldı.
Pionların Bulunması
Ayrıca müon da önemli bir faktördü. Bu atom altı parçacık hiçbir standart kimya ders kitabında yer almaz. Böyle bir parçacık doğada son derece nadirdir. İşte bu kadar. Bir müon bulundu. Ancak, araştırmacıların ortaya çıkardığı tek parçacık bu değildi. Bilim insanları kozmik ışınların parçacıklar içerebileceğini anlar anlamaz ava çıktılar. Parçacık hızlandırıcıları bu dönemde daha da yaygınlaştı.
Karlı dağlarda yürümenizi ve kutup ayıları tarafından yenme riskini almanızı gerektiren kozmik ışınları araştırmanın aksine, parçacık hızlandırıcıları çok daha erişilebilirdir. Yaptığınız her şeyi bırakın, laboratuvarınızın derinliklerine gidin ve bir düğmeyi çevirerek kendinize bir parçacık jeneratörü kurun. Hızlandırıcınızdan daha önce hiç görülmemiş enerji seviyelerine sahip parçacıklar çıkmaya başlar.
Bunun gibi parçacıklara daha sonra isimler verildi ve "pion "un kısaltması olan pi mezonu akılda kaldı. Bilim insanları tarafından yapılan kapsamlı araştırmalar, bu parçacığın ilk etapta bir protonun üst atmosferde başka bir protonla çarpışarak kozmik ışınlara yol açmasıyla üretilen parçacıkla aynı olduğunu doğruladı. Pionlar atmosfere gönderildi ve burada bozunarak daha sonra Anderson ve Neddermeyer tarafından keşfedilen müonlara dönüştü. Gerçekte, pionlar II. Dünya Savaşı'ndan çok sonrasına kadar keşfedilmedi ve o zaman da sadece bir parçacık hızlandırıcı kullanıldı.