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地球外起源の高エネルギー放射線。

地球の大気に突入する以前の宇宙線を一次宇宙線、それが地球の大気や土で発生するものを二次宇宙線という。

19世紀末に放射能が発見されてまもなく、厚い壁で囲んでもなくならない放射能の存在が認められた。

放射能は地上から高く昇ってもあまり弱まらず、気球を使って観測すると、1キロメートル以上の高度では高さとともに強くなることがわかった。

1912年にこの観測に成功したＶ・ヘスは、この放射能が高空からくる透過性の高い放射線によると結論した。
これが宇宙線の発見である。

27年、計数管や霧箱が宇宙線の観測に用いられ、地上に降り注ぐ宇宙線の大部分が高エネルギー荷電粒子であることが判明した。

また、地磁気緯度が高くなるとともに宇宙線強度が増加することが観測され、地球に入射する一次宇宙線も地磁気で曲げられる荷電粒子であることが確かめられた。

さらに、東西方向の強度の差から、その電荷の符号が正であると結論された。一次宇宙線は地球大気と衝突して二次宇宙線を発生する。

霧箱で観測された宇宙線の飛跡を研究して、1932年に陽電子、37年に中間子が発見された。

宇宙線諸成分のエネルギーは、当時人工的に到達できたエネルギーよりはるかに高く、高エネルギー相互作用と素粒子を研究する有力な手段を提供した。

宇宙線中間子は湯川秀樹が予言した中間子と思われたが、研究が進むにつれて両者の差異が認められるようになった。

1942年坂田昌一と谷川安孝は、核力を媒介する中間子と宇宙線中間子は別のものであるという説を発表し、47年にＣ・Ｆ・パウエルらが中間子の軽い粒子への崩壊を観測して、この二中間子論が確証された。

そのころから、さらに重い中間子や、核子より重い重核子が次々と発見され、素粒子の多様性が認識された。

これらを理解するため、1953年に素粒子を特徴づける量子数ストレンジネスが中野董夫、西島和彦らによって導入された。

update:2010年02月20日