Hiperon - Povijest promjena

WikiSysop: brisanje nepotrebnog teksta

2022-03-07T07:08:33Z

brisanje nepotrebnog teksta

←Starija inačica		Inačica od 07:08, 7. ožujka 2022.
Redak 1:		Redak 1:
	~~<!--'''Hiperon'''-->~~{{Jubilarni članak\|213.000}}		{{Jubilarni članak\|213.000}}
	[[datoteka:Baryon decuplet.svg\|250px\|mini\|desno\|Kombinacija 3 gornja (u), donja (d) ili strana (s-[[kvark]]a) s ukupnim [[spin]]om 3/2 stvara takozvani barion dekuplet. Donjih šest čestica su hiperoni.]]		[[datoteka:Baryon decuplet.svg\|250px\|mini\|desno\|Kombinacija 3 gornja (u), donja (d) ili strana (s-[[kvark]]a) s ukupnim [[spin]]om 3/2 stvara takozvani barion dekuplet. Donjih šest čestica su hiperoni.]]

WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

2021-11-25T09:02:19Z

Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

←Starija inačica		Inačica od 09:02, 25. studenoga 2021.
Redak 21:		Redak 21:
	! class=unsortable\|Uobičajen raspad na		! class=unsortable\|Uobičajen raspad na
	\|-		\|-
	\| [[Lambda barion]] <ref>{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s018.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Lambda barion]] <ref>{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s018.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Λ<sup>0</sup>		\| Λ<sup>0</sup>
	\| [[Kvark\|uds]]		\| [[Kvark\|uds]]
Redak 31:		Redak 31:
	\| 0		\| 0
	\| 0		\| 0
	\| 2,60∙10<sup>-4 </sup> <ref name=ParticlePhysicsOverview>{{~~cite web~~\|url=http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html \|title=Physics Particle Overview – Baryons \|accessdate=2008-04-20 \|url-status=dead \|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228011850/http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html \|archivedate=2008-02-28 }}</ref>		\| 2,60∙10<sup>-4 </sup> <ref name=ParticlePhysicsOverview>{{Citiranje weba\|url=http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html \|title=Physics Particle Overview – Baryons \|accessdate=2008-04-20 \|url-status=dead \|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228011850/http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html \|archivedate=2008-02-28 }}</ref>
	\| [[proton\|p]]<sup>+</sup> + π<sup>−</sup> <br/> ili [[neutron\|n]]<sup>0</sup> + [[pion\|π]]<sup>0</sup>		\| [[proton\|p]]<sup>+</sup> + π<sup>−</sup> <br/> ili [[neutron\|n]]<sup>0</sup> + [[pion\|π]]<sup>0</sup>
	\|-		\|-
	\| [[Sigma barion]] <ref name="PDGSigma+">{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s019.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma+\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Sigma barion]] <ref name="PDGSigma+">{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s019.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma+\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Σ<sup>+</sup>		\| Σ<sup>+</sup>
	\| uus		\| uus
Redak 47:		Redak 47:
	\| p<sup>+</sup> + π<sup>0</sup> <br/> ili n<sup>0</sup> + π<sup>+</sup>		\| p<sup>+</sup> + π<sup>0</sup> <br/> ili n<sup>0</sup> + π<sup>+</sup>
	\|-		\|-
	\| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma0>{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s021.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma0\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma0>{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s021.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma0\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Σ<sup>0</sup>		\| Σ<sup>0</sup>
	\| uds		\| uds
Redak 60:		Redak 60:
	\| Λ<sup>0</sup> + [[foton\|γ]]		\| Λ<sup>0</sup> + [[foton\|γ]]
	\|-		\|-
	\| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma->{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s020.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma->{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s020.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Σ<sup>-</sup>		\| Σ<sup>-</sup>
	\| dds		\| dds
Redak 73:		Redak 73:
	\| n<sup>0</sup> + π<sup>-</sup>		\| n<sup>0</sup> + π<sup>-</sup>
	\|-		\|-
	\| Sigma <br> [[rezonancija\|rezonantni]] barion <ref name=PDGSigma(1385)>{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b043.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma(1385)\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| Sigma <br> [[rezonancija\|rezonantni]] barion <ref name=PDGSigma(1385)>{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b043.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma(1385)\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Σ<sup>*+</sup> (1385)		\| Σ<sup>*+</sup> (1385)
	\| uus		\| uus
Redak 112:		Redak 112:
	\| Λ + π <br> ili Σ + π		\| Λ + π <br> ili Σ + π
	\|-		\|-
	\| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi0>{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s023.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi0\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi0>{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s023.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi0\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Ξ<sup>0</sup>		\| Ξ<sup>0</sup>
	\| uss		\| uss
Redak 125:		Redak 125:
	\| Λ<sup>0</sup> + π<sup>0</sup>		\| Λ<sup>0</sup> + π<sup>0</sup>
	\|-		\|-
	\| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi->{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s022.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi->{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s022.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Ξ<sup>-</sup>		\| Ξ<sup>-</sup>
	\| dss		\| dss
Redak 138:		Redak 138:
	\| Λ<sup>0</sup> + π<sup>-</sup>		\| Λ<sup>0</sup> + π<sup>-</sup>
	\|-		\|-
	\| Ksi <br> rezonantni barion <ref name=PDGXi(1530)>{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b049.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi(1530)\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| Ksi <br> rezonantni barion <ref name=PDGXi(1530)>{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b049.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi(1530)\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Ξ<sup>*0</sup> (1530)		\| Ξ<sup>*0</sup> (1530)
	\| uss		\| uss
Redak 164:		Redak 164:
	\| Ξ + π		\| Ξ + π
	\|-		\|-
	\| [[Omega barion]] <ref name=PDGOmega->{{~~cite web~~ \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s024.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Omega-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>		\| [[Omega barion]] <ref name=PDGOmega->{{Citiranje weba \|url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s024.pdf \|title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Omega-\|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
	\| Ω<sup>−</sup>		\| Ω<sup>−</sup>
	\| sss		\| sss

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-11-25T02:14:11Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

{{Jubilarni članak|213.000}}
[[datoteka:Baryon decuplet.svg|250px|mini|desno|Kombinacija 3 gornja (u), donja (d) ili strana (s-[[kvark]]a) s ukupnim [[spin]]om 3/2 stvara takozvani barion dekuplet. Donjih šest čestica su hiperoni.]]

'''Hiperon''' ([[Grčki jezik|grč]]. ''hiper'': preko, iznad + [elektr]on) je [[subatomska čestica]] građena od 3 [[kvark]]a od kojih je barem jedan čudni (strani, s-kvark), a druga dva mogu biti obični kvarkovi koji čine [[proton]]e i [[neutron]]e: gornji (u-kvark) i donji (d-kvark). Hiperoni su otkriveni u razdoblju od 1947. do 1964. Nazivani su po [[Grčki alfabet|grčkim slovima]]: lambda hiperon (Λ0), 3 sigma hiperona (Σ+, Σ0 i Σ−), 2 ksi hiperona (Ξ0 i Ξ−) i 1, posljednji otkriveni, omega hiperon (Ω−). Imaju polucjelobrojni [[spin]] i pridržavaju se [[Fermi-Diracova statistika|Fermi-Diracove statistike]]. Međudjeluju [[Jaka nuklearna sila|jakom nuklearnom silom]]. Njihovo je [[vrijeme poluraspada]] oko jedne desetinke [[sekunda|nanosekunde]], a najčešće se raspadaju na lakše hiperone, protone, neutrone i [[mezon]]e (na primjer Ω− → Ξ0 + π− ili [[pion]], Ξ0 → Λ0 + π0, Λ0 → p+ ili proton p+ + π−, Σ+ → n0 ili neutron + π+). Svaki od 7 hiperona ima odgovarajuću [[Antičestica|antičesticu]]. <ref> '''hiperon''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=25627] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019. </ref>

== Popis hiperona ==
{| class="wikitable sortable"
|+Hiperoni
|-
! class=unsortable|Čestica
! Simbol
! Tvorba
! Masa mirovanja MeV/c2
! [[Izospin]] I
! [[Spin]] JP
! [[Električni naboj|Q]]
! [[Stranost|S]]
! [[Čarobnost|C]]
! [[Ljepota (fizika)|B']]
! [[Vrijeme poluraspada]] [[sekunda|s]]
! class=unsortable|Uobičajen raspad na
|-
| [[Lambda barion]] <ref>{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s018.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Lambda|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Λ0
| [[Kvark|uds]]
| 1 115,683(6)
| 0
| 1⁄2+
| 0
| −1
| 0
| 0
| 2,60∙10-4 <ref name=ParticlePhysicsOverview>{{cite web|url=http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html |title=Physics Particle Overview – Baryons |accessdate=2008-04-20 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228011850/http://filer.case.edu/sjr16/advanced/extras_particlephys.html |archivedate=2008-02-28 }}</ref>
| [[proton|p]]+ + π− ili [[neutron|n]]0 + [[pion|π]]0
|-
| [[Sigma barion]] <ref name="PDGSigma+">{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s019.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma+|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Σ+
| uus
| 1 189,37(0,7)
| 1
| 1⁄2+
| +1
| −1
| 0
| 0
| (8,018 ± 0,026)∙10-11
| p+ + π0 ili n0 + π+
|-
| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma0>{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s021.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma0|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Σ0
| uds
| 1 192,642(24)
| 1
| 1⁄2+
| 0
| −1
| 0
| 0
| (7,4 ± 0,7)∙10-29
| Λ0 + [[foton|γ]]
|-
| [[Sigma barion]] <ref name=PDGSigma->{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s020.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma-|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Σ-
| dds
| 1 197,449(30)
| 1
| 1⁄2+
| −1
| −1
| 0
| 0
| (1,479 ± 0,011)∙10-10
| n0 + π-
|-
| Sigma [[rezonancija|rezonantni]] barion <ref name=PDGSigma(1385)>{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b043.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Sigma(1385)|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Σ*+ (1385)
| uus
| 1 382,8(4)
| 1
| 3⁄2+
| +1
| −1
| 0
| 0
|
| Λ + π ili Σ + π
|-
| Sigma [[rezonancija|rezonantni]] barion <ref name=PDGSigma(1385)/>
| Σ*0 (1385)
| uds
| 1 383,7 ± 1,0
| 1
| 3⁄2+
| 0
| −1
| 0
| 0
|
| Λ + π ili Σ + π
|-
| Sigma rezonantni barion <ref name=PDGSigma(1385)/>
| Σ*- (1385)
| dds
| 1 387,2(5)
| 1
| 3⁄2+
| −1
| −1
| 0
| 0
|
| Λ + π ili Σ + π
|-
| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi0>{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s023.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi0|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Ξ0
| uss
| 1 314,83(20)
| 1⁄2
| 1⁄2+
| 0
| −2
| 0
| 0
| (2,90 ± 0,09)∙10-10
| Λ0 + π0
|-
| [[Ksi barion]] <ref name=PDGXi->{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s022.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi-|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Ξ-
| dss
| 1 321,31(13)
| 1⁄2
| 1⁄2+
| −1
| −2
| 0
| 0
| (1,639 ± 0,015)∙10-10
| Λ0 + π-
|-
| Ksi rezonantni barion <ref name=PDGXi(1530)>{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/b049.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Xi(1530)|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Ξ*0 (1530)
| uss
| 1 531,80(32)
| 1⁄2
| 3⁄2+
| 0
| −2
| 0
| 0
|
| Ξ + π
|-
| Ksi rezonantni barion <ref name=PDGXi(1530)/>
| Ξ*- (1530)
| dss
| 1 535,0(6)
| 1⁄2
| 3⁄2+
| −1
| −2
| 0
| 0
|
| Ξ + π
|-
| [[Omega barion]] <ref name=PDGOmega->{{cite web |url=http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s024.pdf |title=Particle Data Groups: 2006 Review of Particle Physics – Omega-|accessdate=2008-04-20 }}</ref>
| Ω−
| sss
| 1 672,45(29)
| 0
| 3⁄2+
| −1
| −3
| 0
| 0
| (8,21 ± 0,011)∙10-11
| Λ0 + K- Ξ0 + π- Ξ- + π0
|}

Bilješke:
* jer je stranost sačuvana [[Jaka nuklearna sila|jakim nuklearnim silama]], donji hiperoni se ne mogu snažno raspasti. Međutim, oni sudjeluju u jakim nuklearnim silama.
* Λ0 se može rijetko raspasti putem ovih procesa:
::Λ0 → p+ + e- + ve
::Λ0 → p+ + μ- + vμ.
* Ξ0 i Ξ− poznati su i kao "kaskadni" hiperoni jer prolaze dvostepenim kaskadnim raspadom u [[nukleon]].
* Ω− ima [[barion]]ski broj +1 i hipernaboj −2, dajući mu stranost −3.

== Nuklearne sile i mezoni ==
{{Glavni|Nuklearne sile|Mezon}}
[[datoteka:AirShower.svg|mini|desno|300px|Nakon što uđu u [[Zemljina atmosfera|Zemljinu atmosferu]], [[kozmičke čestice]] se sudaraju s [[molekula]]ma, uglavnom [[dušik]]om i [[kisik]]om, stvarajući slapove manjih čestica, koje zovemo još pljusak [[Elementarna čestica|elementarnih čestica]].]]

[[datoteka:HessKol.jpg|mini|desno|300px|[[Kozmičke zrake]]: povećanje [[ionizacija|ionizacije]] s [[nadmorska visina|nadmorskom visinom]] koju je mjerio [[Victor Franz Hess|V. F. Hess]] 1912. i Kolhörster 1913. i 1914.]]

[[datoteka:Croatia.a320.arp.750pix.jpg|mini|desno|300px|Jedan sat leta u [[zrakoplov]]u, gdje je jakost ili intenzitet [[Kozmičke zrake|kozmičkog zračenja]] mnogo veći zbog tanjeg atmosferskog štita no na površini mora, ozrači putnika približno četiri puta više nego cijela nuklearna industrija u godinu dana.]]

[[datoteka:HafelekarSteinkeApperatus.JPG|mini|desno|300px|Originalna aparatura ([[ionizacijska komora]]) koju je [[Victor Franz Hess|V. F. Hess]] koristio za otkrivanje [[Kozmičke zrake|kozmičkih zraka]].]]

[[datoteka:Cloud Chamber Photo of Heavy Nucleus.jpg|mini|desno|300px|[[Fotografija]] teške jezgre [[kozmičke zrake]] u [[Maglena komora|maglenoj komori]], snimljena tijekom leta [[balon]]om 1. srpnja 1960.]]

Otkriće mezona, najveći uspjeh u istraživanju [[Kozmičke zrake|kozmičkih zraka]], nije došlo baš tako neočekivano za teoriju. Godine 1935. pretpostavio je japanski fizičar Yukawa da postoje "teški elektroni" s [[masa|masom]] oko 100 do 200 puta većom od poznatog [[elektron]]a. Yukawina hipoteza nastala je primjenom [[Kvantna teorija|kvantne teorije]] na nuklearne sile. [[Beta-čestica|Beta-radioaktivnost]] navela je već [[Dmitrij Dmitrijevič Ivanenko|Ivanjenka]] i [[Werner Heisenberg|Heisenberga]], pa [[Enrico Fermi|Fermija]], na misao da su sile između neutrona i protona u vezi s njihovim uzajamnim pretvorbama. Po Yukawi, pri pretvorbi jednog protona u neutron biva emitiran pozitivni teški elektron, a pri pretvorbi neutrona u proton negativni teški elektron. Shematski možemo te procese pisati:

:<math> {}^{1}_{1}\mathrm{H} \rightarrow {}^{1}_{0}\mathrm{n} + \mathrm{e}^{+} </math>

:<math> {}^{1}_{0}\mathrm{n} \rightarrow {}^{1}_{1}\mathrm{H} + \mathrm{e}^{-} </math>

Kod tih procesa ostaje, naravno, cjelokupan [[električni naboj]] sačuvan. Proces se može stvarno izvršiti samo ako se protonima ili neutronima dovede energija ekvivalentna masi teškog elektrona. U normalnim prilikama ne raspolažu atomske jezgre tolikih suvišnim [[energija]]ma, i emisija mezona se ne primjećuje. Po Yukawi su elektroni, koji dolaze kod [[Beta raspad|beta radioaktivnog raspada]], rezultat raspada mezona.

Yukawina teorija dobila je moćan impuls otkrićem mezona. Nađeni mezoni imali su ona osnovna svojstva, koja je Yukawa odredio za svoje hipotetske čestice: masu 200 i spontani raspad na elektrone. Time se teorija nuklearnih sila najuže povezala s ispitivanjem kozmičkih zraka. Zbog svoje nestabilnosti mezoni ne mogu biti primarne čestice kozmičkih zraka. Oni moraju nastati u onim visokim slojevima [[atmosfera|atmosfere]], gdje kozmičke zrake nalete s punom jakošću (intenzitetom). Pokusima su i na morskoj razini opaženi procesi da atomske jezgre, kad ih pogodi čestica kozmičkih zraka, izbacuju mnoštvo čestica, među njima i mezone. Emitirane grupe mezona čine vrlo prodorne pljuskove. Prodorne pljuskove opazili su 1938. Fussel, 1939. Braddick i Hensby, 1940. [[Cecil Frank Powell|C. F. Powel]] i drugi. Oni se sastoje od grupe mezona koji su proizvedeni iznad [[Wilsonova komora|Wilsonove komore]]. Pokusima su u samoj Wilsonovoj komori opažani procesi, gdje čestica kozmičkih zraka razbija atomsku jezgru na mnogo čestica. Isti takvi procesi nađeni su u "zvijezdama". Pri tim razbijanjima opažamo i mezone. Teorijski se to može objasniti na osnovu Yukawine hipoteze. Kozmička čestica privede naglo atomskoj jezgri golemu energiju. Visoko ugrijana [[atomska jezgra]] isparuje svoje sastavne čestice. Ali istodobno se munjevito vrše pretvorbe između neutrona i protona, a to daje pozitivne i negativne mezone.

Uska veza nuklearnih sila s otkrivenim česticama u kozmičkim zrakama učinila je Yukawinu teoriju vrlo privlačnom, i čitava teorija nuklearnih sila razvija se od 1939. u tom smjeru. Međutim, baš s tom uskom vezom počele su poslije nekoliko godina i glavne teškoće. Prema cjelokupnom znanju iz pokusa vrlo je vjerojatno da se primarne kozmičke zrake sastoje od protona. Broj mezona u gornjim slojevima atmosfere tako je velik da kozmički proton mora proizvesti prosječno jedan mezon, kad prođe sloj atmosfere jednak kao 1 [[metar]] vode. Čitava atmosfera jednaka je sloju vode visokim 13 metara.

Mezone prodorne komponente kozmičkih zraka možemo pokusima ispitivati na njihovu putu do Zemlje. Osnovna je činjenica da ti mezoni vrlo slabo uzajamno djeluju s materijom. Oni prolaze pravocrtno kroz debele slojeve [[Olovo (element)|olova]], a da ih pri tom ništa ne zadesi. Ono slabo raspršenje mezona, koja se opaža, može se protumačiti [[Coulombov zakon|Coulombovom električnom silom]] između mezona i atomskih jezgri.

Vidi se odmah, da ove dvije činjenice: snažno stvaranje mezona u gornjem sloju atmosfere i odsutnost uzajamnog djelovanja prodorne komponente s nukleonima među sobom proturječe. Svi osnovni procesi su povratni ([[Reverzibilnost|reverzibilni]]). Koliko je vjerojatan proces u kojem protoni s nukleonima daju mezone, toliko isto mora biti vjerojatan povratni proces da mezoni iščeznu. Znamo kako su jake nuklearne sile i odatle, kako je jako uzajamno djelovanje između nukleona i mezona. Opažano uzajamno djelovanje između mezona prodorne komponente i nukleona je za faktor 1012 manje od uzajamnog djelovanja između nukleona i mezona u nuklearnoj teoriji, koja dobro objašnjava produkciju mezona u gornjem sloju atmosfere.

Za vrijeme Drugog svjetskog rata izveli su Conversi, Pancini i Piccioni, vrlo detaljne pokuse, kako bi ispitali uzajamno djelovanje između prodorne komponente i materije. Pokusni uređaj sličan je onom za određivanje vremena raspada mezona. Mezoni bivaju zaustavljeni u velikom bloku olova, [[željezo|željeza]], [[ugljen]]a ili drugog materijala. Pomoću povezanih brojača i magnetskog polja možemo razlučiti staze pozitivnih i negativnih čestica i tako zasebno proučavati što se događa s pozitivnim i negativnim mezonima. Što očekujemo za pozitivne mezone? Njih atomske jezgre odbijaju, pa oni ne mogu doći u blizinu nukleona. Oni se dakle moraju raspasti na elektrone. Rimski fizičari su to doista opazili. Drukčije ponašanje očekivali bismo od negativnih mezona. Njih atomske jezgre privlače. Usporeni negativni mezon u bloku vrlo brzo bi došao blizu nukleonima, gdje bi bio apsorbiran. Rimski fizičari međutim su našli da se u bloku ugljena negativni mezoni isto tako spontano raspadaju na elektrone kao i pozitivni. Uzajamno djelovanje između mezona prodorne komponente i nukleona sasvim je neznatno. No, kako da se tada objasni masovna nastajanja mezona u gornjem sloju atmosfere?

Godine 1947. opazili su Lattes, [[Giuseppe Occhialini|G. Occhialini]] i [[Cecil Frank Powell|Powell]] u [[Fotografska emulzija|fotografskoj emulziji]], nove mezone, koji se raspadaju na lakše mezone. Primarni mezon, koji je Powell označio slovom π, ulazi u emulziju i biva u njoj zaustavljen, što se jasno vidi po odebljanju staze na kraju. Zatim od tog kraja biva izbačen drugi mezon sa znatnom energijom od 4 M[[eV]]. Taj sekundarni mezon označio je Powell slovom μ. Iz zakona o sačuvanju impulsa proizlazi da u protivnom smjeru o μ mezona mora biti izbačena neutralna čestica, koja ne ostavlja traga u emulziji. Na osnovu mnoštva takvih fotografija, Powell je zaključio da omjer mase [[Pion|π mezona]] prema masi μ mezona mora biti 1,6. Masa neutralne čestice mora biti oko 90 puta veća od mase elektrona.

Malo poslije toga rezultata engleskih fizičara potvrdilo je otkriće umjetnog dobivanja mezona. Pomoću [[Ciklotron|sinhrociklotrona]] u Berkeleyu dobivene su [[Alfa-čestica|alfa-čestice]] s energijom od 300 MeV. Alfa-zrake su padale na ploče od C, Be, Cu ili U. Iz ploče izlaze tad brzi mezoni. Iz zakrivljenosti staze mezona u [[magnetsko polje|magnetskom polju]] izračunao se [[impuls sile]] mezona. Masa je umjetno proizvedenih mezona oko 300 puta veća od mase elektrona.

Taj rezultat potpuno se slaže s Powellovim opažanjem. Pretpostavimo li da su μ mezoni poznati mezoni prodorne komponente s masom 200, tad iz poznatog omjera masa π mezona i μ mezona, koji je jednak 1,6 proizlazi, da je masa π mezona jednaka 270. To se u granicama točnosti slaže s masom umjetno proizvedenih mezona.

Powell je opazio da se π mezoni dvojako ponašaju. Jedni, kao što smo vidjeli, raspadaju se na μ mezone. Staze drugih π mezona završavaju "zvijezdom". Ti π mezoni ([[pion]]i) izazivaju razbijanja atomskih jezgara. Ovo raznovrsno ponašanje π mezona lako možemo objasniti suprotnim električnim nabojem. Pozitivni π mezoni bivaju odbijeni od atomskih jezgri i, zaustavljeni, umiru poslije nekog vremena. Naprotiv, negativne π mezone privuče atomska jezgra, i oni reagiraju s nukleonima. Atomska jezgra apsorbira π mezon, dobiva time znatnu količinu energije i rasprsne se. Vidimo "zvijezdu". Ovi pokusi neosporno pokazuju da π mezoni imaju vrlo jako djelovanje s nukleonima.

Prema tim pokusima čini se vrlo vjerojatnim da pri naletu primarnih kozmičkih zraka na atmosferu nastanu najprije π mezoni. Primarni proton velike energije proizvede prosječno jedan π mezon pri prolazu sloja atmosfere jednake kao 1 m vode. Ti mezoni su vrlo kratkotrajni i raspadaju se poslije vremena od 10-8 s na lakše mezone, koji u nižim slojevima djeluju kao prodorna komponenta kozmičkih zraka. Pored raspada π mezona na μ mezon, opažana je i druga vrsta: da se π mezon raspadne na elektron i [[neutrino]] ([[CERN]] 1958.). Taj pokusni nalaz potvrdio je stara teorijska očekivanja, a osobito predodžbe o [[beta raspad]]u.

Nakon π mezona pronađeno je još više vrsta čestica s međumasama između protona i elektrona, a otkrivene su i teže čestice, hiperoni; svaka od tih vrsta točno je određena posebnom masom, vlastitim momentom vrtnje (spinom) i vremenom raspadanja. U pravilu te nove čestice vrlo kratko traju i vide se tek u pokusu nakon što su proizvedene sudarima brzih projektila na protone ili neutrone u atomskim jezgrama. Za stvaranje svake čestice mase ''m'' potrebna je dakako po [[Albert Einstein|Einsteinovom]] zakonu energija ''m∙c2'' ([[ekvivalencija mase i energije]]), što za mezone traži [[Akcelerator čestica|akceleratore]] većeg [[električni napon|električnog napona]] od 200 milijuna [[volt]]i. Čestice koje se sudaraju s velikim energijama dolaze jedna drugoj vrlo blizu, pa je stvaranje novih, kratkotrajnih čestica u najužoj vezi sa strukturom [[Elementarna čestica|elementarnih čestica]], osobito nukleona. Suvremena teorija nastoji da sve to golemo mnoštvo elementarnih čestica sagleda pod jedinstvenim aspektima, i bilo je pokušaja da se sva ta raznolikost prikaže jedinstvenim poljem ([[Heisenbergovo načelo neodređenosti|Heisenberg]]), no konačno rješenje tog najdubljeg pitanja o strukturi materije pripada budućnosti.

Iz općih načela kvantne teorije može se zaključiti na veličinu mase čestica koje prenose sile između protona i neutrona. Promatrajmo jedan proton i neutron u trenutku emisije odnosno apsorpcije jednog virtualnog mezona [[Heisenbergovo načelo neodređenosti|odnosima neodređenosti]]:

:<math> \Delta x \cdot \Delta p = h </math>

neodređenost položaja jednaka je dosegu nuklearnih sila, približno jednako promjeru lakih jezgri, dakle 10-15 m, a neodređenost impulsa jednaka je umnošku mase emitiranog mezona i njegove brzine, približno jednake [[brzina svjetlosti|brzini svjetlosti]] c. Odatle izlazi da je doseg nuklearnih sila ''d'' jednak:

:<math> d = \frac{h}{m \cdot c} </math>

Kad stavimo za doseg nuklearnih sila iskustvenu poznatu veličinu, dobivamo da su mase kvanata polja koja prenose nuklearne sile upravo mase mezona. To nam kaže kako je suvremena mezonska teorija nuklearnih sila duboko ukorijenjena u osnovna načela [[Kvantna fizika|kvantne fizike]], no treba očekivati da će dalje istraživanje elementarnih čestica iznijeti i nove bitne aspekte. <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

{{Čestice u fizici}}

[[Kategorija:Fizika elementarnih čestica]]
[[Kategorija:Nuklearna fizika]]