Що ж це за нова частинка — мюон? Вона може мати як негативний, так і позитивний заряд. За властивостями вона нагадує електрон — окрім маси, яка в 200 разів більша. І це пояснює, зокрема те, чому мюон розпадається, а електрон лишається стабільним. Своїм відкривачам мюон видався надто громіздким для будови матерії. «Хто замовляв таке?» — здивувався фізик Рабі, і це мало означати: «Нащо воно?»
Насправді ж мюон — «перший дзвіночок» другої родини елементарних частинок, які, справді, можуть видатися безглуздими в аспекті будови матерії, адже не беруть участі в утворенні відомих елементів. Розвиток фізики частинок приведе до відкриття інших частинок, значення яких ще не до кінця зрозуміле.
Мюон має властивість перетинати значні товщі матерії, не зупиняючись. Можливо це завдяки тому, що він не відчуває на собі сильної взаємодії. У космічному випромінюванні його можна виявити на поверхні Землі, хоч інші частинки розпадаються або ж поглинаються під час проходження крізь атмосферу. Цю здатність мюонів усюди проникати використали для зондування єгипетської піраміди. За допомоги лічильників, що вимірювали кількість мюонів, які потрапляли до верхньої камери піраміди, зондування в різних напрямках дало дуже цікаву світлину, що не виявила жодної дивної структури.
Отже, космічне випромінювання зробило вирішальний внесок у розвиток фізики частинок, спершу — відкриттям антиматерії, згодом — відкриттям першої частинки з другої родини. Відкрило воно й другий фронт для досліджень: дивності. Адже в космічних променях знайшли цілу родину нових частинок з «дивними» властивостями. Аби дослідити їх, фізики встановлювали детектори на гірських вершинах, адже це відтворює процес розгортання атмосферного пасма. Загальновідомою є станція на вершині Південного піка в Піренеях45.
Ці частинки отримали назву «каонів», або «К-мезонів». З’являються вони у кількості не меншій, ніж π-піони, але «живуть» набагато довше. Каони бувають нейтрального типу і зарядженого типу. Аби збагнути цю загадку, знадобилося послатися на «правило збереження», яке застерігає від надшвидкого розпаду. Згодом фізика К-мезонів стане вельми активною віссю досліджень у прискорювачах. Досліди з метою з’ясування властивостей цих частинок відбуваються й досі.
До відкриття мюона здавалося, що трьох дійових осіб, уже присутніх на сцені — протона, нейтрона і електрона — достатньо для пояснення будь-яких змін звичайної матерії, адже з них складається більшість природних елементів. Різниця між атомами залежить від різної кількості протонів у ядрах. Кількість електронів відповідає кількості протонів задля підтримки загальної нейтральності матерії. Цілісність ядер і природна радіоактивність пояснюються більш або менш великою кількістю нейтронів поруч із протонами. Тож усе пояснити доволі просто. Одначе цю відносну простоту захмарювала невідповідність, тож довелося для з’ясування стосунків між головними дійовими особами залучити й статистів.
Β-радіоактивність — спонтанне випромінювання одного електрона — була великою проблемою. На відміну від α- та γ-радіоактивностей, вона не зберігала енергії. А золоте правило фізики — під час будь-якого процесу утворюється енергія, навіть якщо набирає при цьому незвичних форм, обертаючись почергово то в кінетичну, то в потенційну, то в теплову, то в хімічну, то — як побачимо згодом — ядерну енергію. Енергія, присутня певної миті, наступної миті обов’язково повинна виявитися, коли ретельно враховано всі можливі форми.
У разі β-дезінтеграції одного з елементів, скажімо, вуглецю-14, що використовується для датування доісторичних залишків, енергія електрона могла бути різною, і дилема тяжіла роками, аж поки Вольфґанґ Паулі у грудні 1930 р. у своєму знаменитому листі не натякнув на існування нової частинки, що випромінюється одночасно з електроном, але не дає виявити себе. За цією гіпотезою варто помислити про специфічні властивості, які роблять цю частинку майже невидимою. На думку вченого це — лише одне з багатьох розв’язань, «найбільш відчайдушне». Проте ця a priori скромна думка настільки добре все пояснювала, що її миттю прийняли. У 1933 р. Енріко Фермі розробив теорію поведінки нової частинки. Саме він вигадав назву «нейтрино» — себто «маленького нейтрона». У листі ж Паулі гіпотетична частинка ще мала назву «нейтрона», хоча відомий нам нейтрон іще не було відкрито.