Файл: Григоров, Н. Л.pdf

планирования этих экспериментов должны быть поставлены на научную основу.

Чтобы ответить на поставленные вопросы, в основном обра­ щенные в будущее, необходимо оглянуться на пройденный путь, подвести некоторые итоги изучения частиц высокой энергии в кос­

вания частиц космических лучей в новой энергетической области п определить пути развития методов исследования.

Все эти соображения и побудили авторов написать данную книгу.

Помимо высказанных общих соображений имеется и частная, но тем не менее важная побудительная причина для написания этой книги. В нашей стране, как ни в какой другой, в прошедшем десятилетии широко проводились исследования космических лу­ чей высокой энергии и их взаимодействий с веществом. Однако, при всем обилии журнальных публикация, нспытывается недо­ статок в литературе, обобщающей результаты исследований в этой области. В немногих имеющихся книгах, вышедших за пос­ леднее время, ряд основных результатов часто интерпретируется на основе дискуссионных, а подчас п устаревших эксперименталь­ ных данных; не рассматривалось, в какой степени обоснованы важ­ нейшие экстраполяции характеристик взаимодействия в область высоких энергий, которые сделаны ранее, в начале пятидесятых годов, когда отсутствовали непосредственные экспериментальные данные. Нам представлялось необходимым подробно рассмотреть спорные результаты исследований и попытаться дать им по мень­ шей мере внутренне непротиворечивую интерпретацию.

При этом особое внимание уделено таким фундаменталь­ ным вопросам, как зависимость эффективных сечений неупругого взаимодействия нуклонов с легкими атомными ядрами от энергии нуклонов; зависимость коэффициентов неупругости от энергии нуклонов; роль пионов в генерации вторичных частиц и, в связи с этим, природа взаимодействий с большой неупругостыо, сущест­ венных для формирования наблюдаемых в космических лучах потоков вторичных частиц высокой энергии.

Значительное внимание мы уделили в книге методическим проблемам. Рассмотрены методы изучения частиц космических лучей с энергией 10 1 1 — 10 1 2 эв, которые в прошедшее десятилетие позволили получить ряд новых результатов и продолжают оста­ ваться и сейчас основными экспериментальными методами. Под­ робное их обсуждение представляется полезным, потому что

нужно отчетливо представлять, что и в каких условиях может использовать экспериментатор в энергетической области 101 3 — 101 '1 эб, какие методические стороны требуют своего развития

ив каком направлении.

Всоответствии с выбранной тематической линией книги она написана в основном на материалах, полученных в лаборатории космических лучей Института ядерной физики Московского го­ сударственного университета. При обсуждении основных вопро­ сов, составляющих содержание «физической» части книги, мы

метра и его объединения со средствами визуального наблюдения ведет свое происхождение из нашей лаборатории. Эксперимен­ тальные результаты по вопросам, обсуждаемым в книге, в боль­ шинстве случаев впервые получены в нашей лаборатории и в пос­

Вторая причина состоит в том, что при интерпретации экс­ периментальных данных, полученных с применением новых мето­ дов наблюдения, мы стремимся показать определяющее влияние флуктуационных процессов на большинство наблюдаемых в кос­ мических лучах явлений. При этом естественно стремление авто­ ров опереться на те экспериментальные данные, относительно которых им ясна обычно скрытая от читателя техника их полу­ чения и обработки. Однако, беря за основу результаты, получен­ ные в лаборатории, показывая на их основе читателю возможные методические ошибки, мы, там где это было возможно и целесо­ образно, при обсуждении привлекали и другие экспериментальные

на применении ионизационного калориметра совместно с различ­ ными типами приборов для наблюдения продуктов взаимодейст­ вия. В главах I V — V I I I изложены экспериментальные результаты изучения адронов космических лучей, полученные с помощью методики, в основе которой лежит применение ионизационного

Авторы выражают горячую признательность всем сотрудникам лаборатории космических лучей НИИЯФ МГУ, принимавшим участие в разработке новых методов и в проведении эксперимен­ тов в трудных высокогорных условиях, а также нашим коллегам

из Ереванского Института физики Госкомитета по атомной энер­ гии за участие и помощь в этих исследованиях.

Мы пользуемся приятной возможностью выразить глубокую благодарность директору НЙИЯФ МГУ академику С. Н. Вернову за большой интерес к проводившимся исследованиям и за содей­ ствие изданию этой книги.

За предоставленную возможность многолетней работы па вы­ сокогорной станции космических лучей на г. Арагац авторы горячо благодарят чл.-корр. АН СССР А. И. Алиханьяна.

Мы с удовольствием выражаем большую признательность профессорам В. Г. Кириллову-Угрюмову и А. О. Вайсенбергу, прочитавшим рукопись, за ряд ценных замечаний.

Авторы

Глава I

Теория ионизационного калориметра

§ 1. Введение

Новым в постановке исследований частиц космических лучей в истекшем десятилетии является изучение различных параметров взаимодействия при известной энергии первичной частицы. Та­ кой метод приближает эксперименты с частицами космических лучей, по крайней мере по подходу, к исследованиям на ускори­ телях.

Знание энергии первичной частицы в большинстве случаев является первым и необходимым условием, без которого интерпре­ тация наблюдаемых взаимодействий в космических лучах теряет однозначность. Знание энергии первичной частицы имеет большое значение для всей физики высоких энергий космических лучей, потому что в космических лучах частицы распределены по широко­ му энергетическому спектру. Это приводит к тому, что, наблюдая данное взаимодействие, мы можем интерпретировать его различным образом в зависимости от того, какую энергию приписать первич­ ной частице. Без достаточно точного знания энергии первичной частицы невозможно получение многих количественных харак­ теристик взаимодействия, например таких, как коэффициент не­ упругости взаимодействия. Теряет всякий смысл изучение энер­ гетического распределения вторичных частиц, рождающихся в ре­ зультате взаимодействия частицы высокой энергии с ядром. Невозможно получение правильной зависимости углового рас­ пределения и множественности рождепиых частиц от энергии первичной частицы, и т. д. Тем более знание энергии первичной частицы становится абсолютно необходимым для изучения рас­ пределения различных параметров, характеризующих взаимо­ действие при фиксированной энергии первичной частицы. Иными словами, практически все многообразие количественных харак­ теристик сильного взаимодействия адронов высоких энергий в космических лучах становится недостижимым без знания энер­ гии первичной частицы.

Этим обстоятельством объясняется тот факт, что почти все количественные характеристики взаимодействия частиц косми­ ческих лучей высоких энергий были получены только после того, как был разработан метод измерения энергии отдельной первичной частицы.