ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Н. Л. Г Р И Г О Р О В , I I . Д . Р А П О П О Р Т , В. Я. ШЕСТОПЕРОВ

ЧАСТИЦЫ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ В КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧАХ

Издательство «Наука» Главная редакция физико-математической литературы

М о с к в а 1 9 7 3

530.4

S4

Г 83

 

У Д К 537.591

 

ГОС. П У Б Л И Ч Н А Я

 

Н Л У Ч Н О - Т Е Х ; . Ч Е С К А Я

 

Ь И Б Л И О Т Е К А С С С Р

 

Ч а с т и ц ы

в ы с о к и х

энергий

в

космических лу ­

чах. Н . Л . Г

р и

г о р

о в,

И.

Д .

Р а п о п о р т ,

В. Я . Ш е с т о п

е р о в .

Монография. Издатель­

ство «Наука», Главпая редакция физико-матема­ тической литературы, М ., 1973 г.

В книге рассмотрены методы, применяемые в последнее время в фпзпке космических лучей, — ме­ тод ионизационного калориметра и его объединения со средствами визуального наблюдения частиц (с камерой Вильсона, ядерными фотоэмульсиями, и с ­ кровыми камерами). Обсуждаются основные ре­ зультаты, полученпые с применением этих методов

при изучении частиц с энергиями

1 0 й — 5 . 1 0 1 2

вв.

О б с у ж д а ю т с я пути

развития новых методов иссле­

дования,

которые

бы обеспечили

освоение энерге­

тической

области

1 0 1 3 — 1 0 1 4

вв.

 

 

Рисунков 122,

таблиц 4 1 ,

библиография

199

названий.

 

 

 

 

 

© Издательство «Наука», 1973 г.


Оглавление

Предисловие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава

I

 

 

 

 

 

 

Теория

ионизационного

калориметра

 

§

1. Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

§

2.

Принцип

работы

ионизационного

калориметра

 

 

13

§

3.

Передача энергии адронов электронно-фотонной

компоненте

15

§

4.

Передача энергии адронов сильно ионизующим частицам . . . .

19

§

5.

Точность

определения

энергии

 

ионизационным

калориметром

25

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава

I I

 

 

 

 

 

 

Параметры

ионизационного

 

калориметра

 

§

1 . Основные

требования,

предъявляемые к ионизационному кало ­

 

 

 

риметру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

§

2.

Выбор

вещества

поглотителя

 

 

 

 

 

34

§

3.

Детекторы

ионизации

 

 

 

 

 

 

 

40

§ 4. Принципы и методы регистрации

ионизации

 

 

 

45

§

5.

Особенности конструкции ионизационного калориметра для ра ­

 

 

 

боты в нижней части атмосферы

и

за ее пределами

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава

 

I I I

 

 

 

 

 

 

 

Методы

изучения

 

характеристик

 

 

 

 

взаимодействия

космических

лучей

 

 

 

известной

энергии

с атомными

 

ядрами

 

§ 1 . Общие принципы методов

 

 

 

 

 

 

57

§

2.

Объединение камеры Вильсона и искровой камеры с ионизацион­

 

 

 

ным калориметром

 

 

 

 

 

 

 

61

§

3.

Регистрация

электронно-фотонных

каскадов

методом

контроли ­

 

 

 

руемых

ядерных

фотоэмульсий

 

 

 

 

 

66

§

4. Вероятность

и однозначность

нахождения

ливней

в ядерных

 

 

 

эмульсиях

по

указаниям

ионизационых камер

 

 

70


1

5.

Применение метода контролируемых ядерных фотоэмульсий к ре­

 

 

гистрации ливней п больших эмульсионных стопках

73

§

6.

Методы ускорения поиска электромагнитных каскадов

в ядер ­

 

 

ных эмульсиях

79

§

7.

Временная селекция электронно-фотонных ливней, регистрируе­

 

 

мых ядерными эмульсиями

83

Глава IV

 

 

Адроны

космических

лучей

высокой

энергигь

 

 

 

 

в нижней

части

 

атмосферы

 

 

 

 

§

1. Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86

§

2. Характеристики потока адропов в нижней

части

 

атмосферы . .

93

§

3.

Изучение ионизационных

толчков в

 

нижней

части

атмосферы

100

§

4.

Энергетический спектр адронов на

высотах

гор

 

 

 

 

111

 

 

4.1. Абсолютная

интенсивность адронов высокой

энергии (111). 4.2.

«Пере­

 

 

 

гиб» в спектре адронов на высотах гор (121).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

5.

Роль пионов

высокой энергии

в процессах,

наблюдаемых

в

ниж ­

 

 

 

ней

части атмосферы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

 

5.1. Влияние пионов на форму

энергетического спектра

 

адропов

(127). 5.2.

 

 

 

Образование ионизационных толчков пионами (12S). 5.3,

Генерация Y"Кван­

 

 

 

тов высокой энергии адронами

в

атмосфере (133). 5.4. Генерация электрон­

 

 

 

но-фотонной компоненты одиночными

адронами и адронами, идущими в со­

 

 

 

ставе групп (136).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

6.

Определение нижней границы эффективного

сечения

неупруго ­

 

 

 

го

взаимодействия протонов

с

легкими

ядрами

при

энергии

 

 

 

Е >

Ю 1 2 se

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

137

§ 7.

Прохождение

нуклонов высокой

энергии

через

атмосферу

. . .

143

 

 

7.1. Спектр первичных космических лучей высокой энергии (144). 7.2.

 

 

 

Нуклоны высокой энергии на разных уровнях атмосферы (146).

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучение

характеристик

 

 

взаимодействия

 

 

 

частиц

с энергией

выгсе

1012

эв

 

с

легкими

 

 

 

атомными

ядрами

методом

 

 

контролируемых

 

 

 

 

 

ядерных

 

 

фотоэмульсий

 

 

 

 

§

1 . Определение

энергии у-квантов по фотоэмульсиям

 

 

 

150

§

2.

Калибровка

ионизационных

камер

методом

 

контролируемых

 

 

 

ядерных фотоэмульсий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

155

§

3.

Характеристики ливней,

регистрируемых методом контролиру ­

 

 

 

емых фотоэмульсий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

158

§

4. Основные характеристики процесса образования

пионов

высо­

 

 

 

кой

энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

162

§

5.

Сравнение характеристик наблюдаемых взаимодействий с резуль ­

 

 

 

т а т а м д р у г и х работ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

170


 

 

 

Глава

VI

 

 

 

 

 

«.Молодые»

атмосферные

ливни

 

 

§

1. Регистрация «молодых»

атмосферных

ливней

 

 

178

§ 2. Основные особенности генерации электронно-фотонной

компо - .

 

 

неиты в молодых атмосферных

ливнях

 

. .

185

§ 3. Изучение молодых

атмосферных ливней методом контролируемых

 

 

ядерных фотоэмульсий

 

 

 

 

 

189

 

 

 

Глава

V I I

 

 

 

 

Генерация

пионов

высокой

энергии

 

 

в

космическим

лучах

 

 

§

1. Основные характеристики

генерации

пионов

высокой

энергии

193

1.1. Интенсивность генерации пионов высокой энергии в атмосфере (195).

1.2.Генерация пионов в различных процессах (199).

§2. Роль взаимодействий с большой неупругостыо в генерации иони ­

зационных толчков и молодых атмосферных ливней

203

§ 3. Широкие атмосферные ливни и взаимодействия с большой неуп­

 

ругостыо

2С6

§ 4. Об изобарном механизме генерации высокоэнергичных пионов

215

4.1. Соотношение энергии нуклона и п-мезонов, возникающих при распаде изобар (216). 4.2. Средний перпендикулярный импульс пионов (220). 4.3. Особенностиспектра пионов в файербольно-изобарной модели (221).

Глава V I I I

 

 

Изученгіе

характеристик

взаимодействия

 

 

адроиов

с веществом

методом

 

ионизационного

 

 

калориметра

с камерой

 

Вильсона

§

1. Установки

для

изучения

элементарного

акта взаимодействия

 

 

адронов с легкими атомными ядрами

 

 

227

§

2.

Множественность вторичных частиц, рождаемых при взаимодей­

 

 

ствиях частиц с

энергией

в сотни Гэв

 

 

2с0

§

3.

Энергетический спектр рождаемых частиц и коэффициент

неупру -

 

 

гостп взаимодействия адронов

 

 

233

§

4.

Угловое распределение частиц при энергиях в сотни .Гэв

238

 

 

4.1. Угловое

распределение ливневых частиц в системе центра масс (С-сно-

 

 

теме) (23S).

4.2. Угловое распределение ливневых частиц в S-системе (241).

§ 5. Несимметричные ливни.

 

 

 

245

§

6.

Гипотеза о файерболах и

экспериментальные

данные,

получен­

 

 

ные при высоких

энергиях частиц космических

лучей

24S

6.1. Угловое распределение ливневых частиц (249). 6.2. Двугорбовые ливни (255). 6.3. Масса файербола (260).


Глава IX

 

Возможные

пути

развития

ядерного

аспекта

 

 

 

 

физики

космических

лучей

 

§

1. Некоторые итоги изучения адронов космических лучей

высоких

 

 

энергий

 

 

 

 

 

 

 

263

§ 2.

Перспективы изучения частиц высоких энергий в нижней части

 

 

атмосферы

 

 

 

 

 

 

268

 

 

2.1. Возможности применения методов непосредственного исследования взаи­

 

 

модействий (268). 2.2. Возможности применения

косвенных методов иссле­

 

 

дования взаимодействий (271).

 

 

 

 

§

3.

Перспективы

изучения

частиц

сверхвысоких

энергий

на боль­

 

 

ш и х высотах

 

 

 

 

 

 

277

Приложение.

Первичные

данные о

характеристиках

взаимодействий

 

 

адронов

с энергиями

( 2 — 1 0 ) . 1 0 1 2 эв в мишени

из углерода . . 288

Литература

 

 

 

 

 

 

 

298