книги из ГПНТБ / Григоров, Н. Л

глубинах около 200, 300 г/см2 [412] и 700 г/см2 [440а]. Число толч­ ков между 197 г/см2 и 700 г/см2 уменьшается в 48 раз, откуда следует, что пробег поглощения частпц, создающих ливни, равен L = 129!4° г/см2 при Е = 4 - Ю " эв».

Обратимся к первоисточникам. В работе [412] действительно приведен энергетический спектр электромагнитных каскадов, из­

Каково же в действительности отношение интенсивности толч­ ков на этих глубинах атмосферы?

К сожалению, в литературе отсутствуют измерения ионизационных толчков, выполненные одной и той же установкой на существенно различающихся глубинах атмосферы. Поэтому при­ ходится сравнивать результаты измерений, проведенных доста­ точно сходными приборами. Такими являются прибор, приме­

происходит практически так же, как и нуклонами.

Здесь важно подчеркнуть исключительную ненадежность оп­ ределения % из отношения интенсивностей ТОЛЧКОВ П т ^ ) и щ (х2),

т. е. всего в 1,6 раза, изменяет значения % от я=: 1 до 10! Из этого примера видна степень «убедительности» экспериментальных зна­ чений %.

Авторы работы [11] в качестве свидетельства большой роли пио­

вичной частицы, измеренной ионизационным калориметром на установке, изображенной на рис. 4.13. Оно же получается и из

зуется 10. А. Смородин в своей работе [71], то нужно иметь в виду, что это значение не экспериментальное, а расчетное: оно полу­ чено из отношения экспериментально измеренной интенсивности каскадов с данной энергией Еп* к интенсивности адронов той же

нов определяется практически только потоком нуклонов, так как доля пионов мала. Поэтому Ьп = 113 г/см2. При использовании правильных значений получим, что поток адронов на высоте

х— 197 г/см2 будет в 1,9 раза меньше, чем принималось в работе

лученного на высоте гор, па величину немногим более полутора ошибок, т. е. нет веских оснований говорить о различии этих значений.

5.3. Генерация ^-квантов высокой энергии адронами в атмосфере

Если энергетический спектр нуклонов в области Е ^= 101 2 эв степенной с показателем у, то и спектр пионов с й > 101 2 эв на той же высоте будет степенным, с тем же показателем у. Поэтому, как следует из [72], число -у-квантов с энергией Е, Е + dE, ге­ нерируемых в 1 г/см2 в секунду нуклонами и пионами, будет

IY (Е, x ) d E = ^ dE { - ^ FN (Е, х) < e * - i > w + FN (Е, х) < в * - і > „ } ,

(4.24) где FN И ГЛ — потоки нуклонов и пионов с энергией Е, Е + dE,

чает долю є энергии первичной частицы от первичного нуклона или пиона, соответственно.

т. е.

Iv(>1012,x)

изображены крестиками на рис. 4.22, а результаты расчетов — кривой 1. Авторы [172] значения пу брали из работы [107], резуль­ таты которой подтверждения не получили.

Из рис. 4.22 видно, что расчеты авторов [172] существенно не согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

То обстоятельство, что L Y «s L,Y , позволяет сделать вывод, что пионы не обладают способностью преимущественной генерации •у-квантов в атмосфере (по сравнению с нуклонами).

5.4. Генерация электронно-фотонной компоненты одиночными адронами и адронами, идущими в составе групп

Полученная в космических лучах информация о частицах вы­ соких энергий указывает на то, что при энергиях нуклонов 101 2 эв и выше коэффициент неупругости их взаимодействия близок к 0,5—

тающего нуклона. Эти два обстоятельства должны приводить к тому, что в ядерном каскаде, развивающемся в атмосфере, наи­ более энергичной частицей будет, как правило, нуклон. След­ ствием этих двух особенностей взаимодействия является то, что отношение потока пионов к потоку нуклонов той же энергии на высотах гор составляет 30—40% (в области энергий 2>10 п — 101 2 эв). Поэтому, когда экспериментатор отбирает из всего потока адронов в атмосфере частицы данной энергии, не сопровождающие­ ся другими адронами, т. е. отбирает одиночные адроиы, он, как правило, будет иметь дело с нуклонами.

Если же отбирать группы адронов, падающих на установку, то среди частиц такой группы должны быть пионы. Возможно, сре­ ди частиц этой группы самой энергичной будет нуклон, возможно, что это и не так. Но если считать, как это общепринято, что энер­ гетически выделенной частицей является нуклон, то в группе частиц только одну частицу придется считать нуклоном, а осталь­ ные надо отнести к пионам (точнее — к я- и Х-мезоиам).

Поэтому, чтобы получить информацию о том, в какой мере оди­ наковы или различны процессы образования электронно-фотон­ ных каскадов (процессы генерации я°-мезонов) нуклонами и пио­ нами, можно исследовать генерацию ионизационных толчков в слое легкого вещества одиночными адронами и адронами, идущими в со­ ставе групп. Очевидно, что такие исследования возможны только с применением ионизационного калориметра.

Они были проведены в работе [74] с установкой, изображенной на рис. 4.13. Сперва отбирались случаи, когда на установку па­ дали одиночные адроиы. Для этого требовалось, чтобы в иониза­ ционном калориметре был виден один каскад и чтобы он не выхо­ дил через боковые стенки ионизационного калориметра. Для таких

±0,02.

Затем были рассмотрены случаи падения групп адронов на ту же установку. Отбирались такие случаи, когда в группе имелось не менее двух лавин, достаточно удаленных друг от друга, чтобы

х атмосферы. При этом мы получили выражение (4.12):

Выражение (4.12) можно обобщить на случай, когда измерение

Знак неравенства возникает из-за того, что: 1) одиночные ча­ стицы, наблюдаемые на уровне хх, могут провзаимодействовать в слое х2 — но вторичные частицы, рожденные в этом взаимо­ действии, либо поглотятся в этом слое, либо не будут зарегистри­ рованы аппаратурой; 2) некоторые адроны, наблюдаемые на уров­ не %х в сопровождении других частиц, дойдут до уровня х2 как оди­ ночные (чаСТИЦЫ СОПроВОЖДеНИЯ ПОГЛОТЯТСЯ В СЛОЄ Х2 — Xj).

Різ (4.26) следует:

In

Следует подчеркнуть, что правильное пользование выражени­ ями (4.12) или (4.27) предусматривает выполнение следующих условий: либо правильно измеряются абсолютные потоки одиноч­ ных частиц данной энергии на двух высотах (что требует приме­ нения аппаратуры, достаточно хорошо измеряющей энергию ре­ гистрируемых частиц), либо на двух высотах хх и х2 измерение

уровне наблюдения, и известный закон поглощения частиц высо­ кой энергии в атмосфере [16, 82].

Допустим, что известен закон поглощения в атмосфере всех адронов данной энергии (безотносительно от воздушного сопро­ вождения): Fa О Е, х) — / (;> Е, х). Тогда, измерив интенсив­ ность всех адронов па одной глубине хи можно расчетным путем определить их интенсивность на любой другой глубине атмосфе­ ры х:

Fa ( > Е, х) = Fa ( > Е, х,) .

Отсюда при х = 0 (на границе атмосферы) имеем: