Новым окном в природу была толстая фотографическая эмульсия, внутри которой после проявления возникали следы самих космических частиц и тех частиц, которые они выбивали из ядер атомов, входящих в фотоэмульсию.
Частицы, открытые таким образом в 1947 году, имели массу, близкую к вычисленной Юкавой.
Оказалось, что этот мезон, его назвали пи-мезоном, существует в трех разновидностях — два из них, заряженные (положительный и отрицательный), в 273 раза тяжелее электрона, и третий — нейтральный, масса его составляет 264 электронные массы. Они действительно участвуют в образовании связей между ядерными частицами — протонами и нейтронами.
Эти частицы еще неустойчивее, чем мю-мезоны. Заряженные пи-мезоны живут лишь одну стомиллионную долю секунды, распадаясь на мю-мезон и нейтрино. Нейтральный пи-мезон живет еще в 100 миллионов раз меньше. Именно поэтому пи-мезон — ядерный мезон Юкавы — был открыт позже мю-мезона, на некоторое время сбившего ученых на ошибочный путь.
Но, как говорят, лиха беда — начало. За первым мезоном, действительно как из рога изобилия, посыпались другие элементарные частицы. Стала популярной шутка академика Вавилова: «Каждый сезон приносит новый мезон». И это верно отражало положение дел.
Так ученые при помощи космических лучей нашли новый путь изучения строения атомного ядра.
…Вблизи высочайших вершин Восточного Памира, в семнадцати километрах от озера Ранг-Куль, около которого расположена пещера сокровищ Мата-Таш, находится большое здание Памирской станции Физического института Академии наук СССР и разбиты полевые лаборатории экспедиции физиков. Здесь не замирает научная жизнь: проводятся семинары, аккуратно идут дежурства в домиках-лабораториях.
Обслуживание разнообразных приборов требует от участников экспедиции самой широкой подготовки. Они должны быть искушены не только в науке о космических лучах, но и в оптике, радиотехнике, автоматике, фотографии. А руководитель группы широких атмосферных ливней доктор физико-математических наук Зацепин в первые годы существования Памирской базы был домашним врачом экспедиции. Он с успехом вправлял вывихи, вытаскивал из глаз соринки и даже, пользуясь справочником, лечил воспаление легких…
Сейчас на Памире имеются прекрасные помещения с водопроводом и автоматической телефонной станцией, а к услугам штатного врача — первоклассное оборудование. На территории экспедиции разбросаны десятки маленьких домиков-лабораторий.
Одни из них напоминают мастерские, где чинят радиоприемники и телевизоры. На столах, на полу громоздятся всевозможные наполовину разобранные приборы. Это обитель электронщиков.
В других в темноте колдуют фотоспециалисты, проявляя целые фильмы о космических частицах.
В третьих царствуют автоматы, по размерам не уступающие книжным шкафам. Их панели сплошь усеяны нумерованными глазками перемигивающихся красноватых лампочек. Панель с лампочками и остроумным радиотехническим устройством вместе со специальными счетчиками образует годоскоп — систему для ловли «капель», составляющих ливни космических частиц.
Вот загорелась пятая лампочка — значит частица прошла через пятый счетчик. А вот сработал десятый, третий, восьмой…
Так прослеживается путь частиц в ливнях. В некоторых советских годоскопах применяются тысячи счетчиков. За мигающими лампочками, конечно, не уследишь. Да это и не нужно. Смена годоскопических картин фиксируется на кинопленке, которая затем тщательно, не спеша изучается дома, в московской лаборатории.
В лабораторию Физического института имени Лебедева Академии наук СССР стекаются результаты опытов Памирской и других экспедиций физиков, завозятся стопки фотопластинок и целые бочонки со студнем фотоэмульсии, летавшие на шарах-зондах и самолетах.
Чтобы определить энергию ливня, надо подробно изучить проявленную фотоэмульсию. Справиться с такой задачей иногда просто не по силам ученым одной страны. И космики объединяют свои усилия. Они разрезают необычный студень на куски и рассылают в разные страны. Немало времени потратили и советские ученые, разрезая куски студня, прибывшие к ним из Англии, Венгрии, Польши и других стран, на тончайшие листики, подобные фотопластинкам, и прослеживая в них отпечатки микроскопических катастроф.