Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 29.12.1949, Qupperneq 9

TÍMARIT V.F.I. 1949
83
mesónanna, þegar þær stöðvast í léttum efnum. Pósi-
tívar mesónur komast ekki nálægt atómkjörnunum
vegna hinna fráhrindandi rafkrafta. Þær dvelja því
í efninu þangað til þær, samkvæmt eðli sínu, senda
frá sér pósitívar elektrónur og hverfa. Negatívu mes-
ónurnar dragast aftur á móti að atómkjörnum, og
ef ekki væru aðrir kraftar en rafkraftarnir á milli
þeirra og kjarnanna, myndu þær ganga um kjarn-
ana, svipað eins og elektrónurnar í atómunum, þangað
til ævi þeirra væri lokið. En samkvæmt mesónukenn-
ingunni ætti að vera mjög sterkt aðdráttarafl á milli
mesónanna og kjarnans, svo að mesónurnar soguð-
ust inn í kjarnann á tíma, sem væri mjög stuttur
miðað við hina eðlilegu meðalævi mesónanna. Þetta
er líka það, sem oftast nær gerist. Mesónurnar sog-
ast inn í kjarnana áður en þær fá tíma til þess að
senda frá sér elektrónu. Ef um mjög létta atóm-
kjarna er að ræða, haga geimgeisla-mesónurnar sér
þó öðruvísi; þær sogast ekki inn í þessa kjarna, held-
ur fá þær tíma til þess að senda frá sér elektrónur,
en það er í algerri mótsögn við niðurstöður mesónu-
kenningarinnar.
1947 var öllum orðið það ljóst ,að geimgeislame-
sónan gat ekki verið hið þunga kvanta eða kjarna-
mesónan, en þá fannst önnur ögn, 7r-mesónan, eins
og fyrr var frá skýrt, og þessi ögn hefur, að því er
séð verður, öll einkenni kjarnamesónunnar. Það sem
fyrst og fremst styður þessa skoðun er það, að i-me-
sónurnar myndast við harðan árekstur milli tveggja
atómkjarna.
Fáum mánuðum eftir að Tr-mesónurnar höfðu fund-
izt í geimgeislunum, tókst að framleiða þær í stór-
'••í. f' 'vi
7/ N
1 >•..• j
, Xi i - '
, ¥ f > ••
>•*» , / : 7
‘V. * :• \, ý' V, . , , “ '

. ' : s ! ' . i
1 ••*• C ( v. L _J
■M' ■ ■/ 100 microns V
(j 1 ■
9. mynd. (Gardner.)
Kjarnasprenging- framkölluð af ~ -mesónu.
um cyklótrón í Berkeley í Bandaríkjunum. Aðferð-
in var sú, að koma helíumkjörnum á mikinn hraða
í cyklótróninum, og láta þá svo rekast á aðra atóm-
kjarna. Sé áreksturinn mjög harður, þá kemur fram
ir-mesóna um leið og kjarnarnir sundrast í marga
hluta. I geimgeislunum myndast mesónurnar einnig
við árekstur tveggja atómkjarna, en með cyklótrón-
inum fást margfalt fleiri mesónur, og hér gefst því
betra tækifæri til þess að rannsaka eiginleika þeirra.
Við árekstrana myndast pósitívar og negatívar
--mesónur, en engar y-mesónur. Hinar tvær tegundir
7r-mesóna haga sér mjög ólíkt þegar þær stöðvast
í einhverju efni; þær pósitívu breytast alltaf í pósi-
tívar y-mesónur á sama hátt og sýnt var á 7. mynd,
en þær negatívu annaðhvort breytast í negatívar
u-mesónur eða dragast inn í atómkjarnana. Ef þetta
gerist, orsakar það kjarnasprengingu, sem með hjálp
Ijósmyndaplötunnar verður sýnileg sem „stjarna".
9. mynd sýnir eina slíka „stjörnu".
Frá vinstra horni myndarinnar að neðan kem-
ur negatív -n-mesóna og stöðvast ofan til á mynd-
inni, þar sem hún sogast inn í pósitívan atómkjarna,
en við það springur kjarninn í 6 parta, sem fljúga
í allar áttir út frá staðnum, þar sem mesónan stöðv-
aðist.
Þegar 77-mesónur breytast í y-mesónur þá er sú
breyting sama eðlis og breyting y-mesónanna í elek-
trónur. Hún er óháð ytri áhrifum og hlítir sömu lög-
málum og umbreyting hinna radíóaktívu atómkjarna,.
Meðalævin er um 10-8 sek. bæði fyrir pósitívar og
negatívar 7r-mesónur, eða um 200 sinnum styttri en
hjá /i-mesónunum. Vegna hinnar stuttu ævi komast
77-mesónurnar yfirleitt ekki langt frá staðnum, þar
sem þær myndast. I geimgeislunum myndast þær að-
allega í efstu lögum gufuhvolfsins, þar sem loftið er
mjög þunnt, en þá eru mjög litlar líkur til þess að
þær rekist á atómkjarna áður en umbreytingin i
y-mesónu á sér stað. Afleiðingin er sú, að því nær
allar 7r-mesónur geimgeislanna, bæði pósitívar og ne-
gatívar, verða að y-mesónum.
Gerð geimgeislanna.
Ennþá er engan veginn vitað um allt það, sem
gerist í geimgeislunum, og ólíklegt er, að enn séu
þekktar allar þær tegundir agna, sem þar eru að
verki. Þó hefur, með hjálp elektróskópsins, Geiger-
teljarans, Wilson-hylkisins og ljósmyndaplötunnar,
tekizt að afla mikilla upplýsinga um geisla þessa,
og skal hér reynt að gefa yfirlit yfir það helzta.
Frum-geislarnir koma að utan inn í gufuhvolf jarð-
arinnar með hraða, sem nálgast mjög ljóshraðann.
Þeir eru að mestu leyti prótónur eða vetniskjamar,
en helíumkjarna og þyngri atómkjarna gætir einnig.
Lítið verður vart við elektrónur eða gammageisla
meðal geisla þeirra, sem koma utan úr geimnum.
Hvar geimgeislarnir eiga upptök sín, eða hvernig