Файл: Григоров, Н. Л.pdf

каждой ионизационной камере, показали, что в глубине атмосферы на установку размером ~ 1 м2 часто одновременно падает нес­ колько адронов. В дальнейшем такая интерпретация «структур­ ных» толчков и их основные характеристики были полностью подтверждены измерениями, проведенными как нами [52], так и другими авторами [23].

В области больших величин ионизационных толчков и, соот­ ветственно, больших энергий частиц структурные толчки изуча­ лись на высоте 3200 м над уровнем моря на высокогорной стан­ ции Академии наук Армянской ССР с установкой площадью 10 м2 (рис. 4.5). Установка состояла из шести рядов ионизационных камер длиной 330 см и диаметром 10 см каждая, причем эти ряды находились нод различными толщинами комбинированного филь­ тра из свинца и графита (более подробное описание установки приведено в работе [49], описание ионизационных камер и радио­ технической части установки — в работах [52, 53]). Каждая ка­ мера была соединена с отдельным усилителем, позволявшим из­ мерять ионизацию в диапазоне примерно от 200 релятивистских

фильтрами толщиной соответственно 2 и 3 см и служили для ре­

ли энергию электронно-фотонных каскадов (я°-мезонов), гене­ рированных адронами в фильтрах установки. Регистрация иони­ зационных импульсов в камерах производилась каждый раз, когда величина ионизации в двух или более рядах камер превосходила заданную величину. Эта величина соответствовала ионизации от

Независимая регистрация ионизации в каждой камере уста­ новки позволила исследовать «структурные» толчки, регистри­ руемые установкой с рабочей площадью 10 м2. Большой статисти­ ческий материал позволил тщательно исследовать зависимость

роиов <iV>, одновременно падающих на установку (среднее число отдельных «структур»). Как следует из таблицы, при регистра­ ции на площади 10 м2 «структурных» толчков с амплитудой ~ 103 частиц каждый на установку падают в среднем две первичные частицы, в то время как при толчках с амплитудой^ 3• 104 — четыре частицы.

С ростом величины «структурного» толчка, т. е. с ростом сум­ марной энергии группы адронов, одновременно падающих на ус­ тановку, уменьшается расстояние I между наиболее энергичными частицами этой группы, что наблюдалось и ранее [16]. Этот вы­ вод подтверждается данными, приведенными в табл. 4.2, где представлены результаты измерения расстояния между теми ка­ мерами, которые в данном «структурном» толчке зарегистрировали наибольшую ионизацию. При этом требовалось, чтобы величины толчков в этих максимумах (т. е. величины толчков от отдельных адронов) отличались менее чем в два раза. Однако при этом сле­ дует отметить, что, поскольку на определяемую величину (Z> влияют размеры установки (см., например, [52]), то приведенные в таблице значения </> не носят абсолютного характера.

Приведенные данные показывают, что при регистрации адроиов установкой с большой рабочей площадью значительная часть ионизационных толчков вызывается одновременным падением на

Результаты изучения разными авторами вида спектра иониза­ ционных толчков на высотах гор приводят к выводу, что спектр ионизационных толчков у большинства авторов в изучаемом диа­ пазоне величины толчков I является степенным (/ — величина ионизации, выраженная в эквивалентном числе релятивистских частиц). Исторически сложилось так, что спектры ионизационных толчков (и полученные из них спектры адронов) в большинстве работ представляются не в дифференциальном, а в интегральном виде Я ( > I) ~ /-С*-».

Значения показателя степени у — 1 по различным работам, выполненным к 1962 г., приведены в табл. 4.3. (В этих работах измерялись спектры толчков, созданных всеми адронами. В пос­ ледующие годы при помощи ионизационных калориметров изме­ рялись спектры адронов, как правило, идущпх с ограниченным ливневым сопровождением. Поэтому эти результаты в таблице не приводятся.) Как видно, разброс значений (у — 1) существенно превосходит ошибки измерений. Очевидно, что в основе этого разброса лежат методические эффекты, влияние которых в раз­ личных установках могло быть разным.

Мы рассмотрим ионизационные толчки, созданные частицами высокой энергии при взаимодействиях в установке, показанной на

рис. 4.5, т. е. толчки в камерах рядов I I I — V I . Приводимые ниже экспериментальные данные получены примерно за 1000 часов ра­ боты установки. Благодаря значительной площади установки за это время были зарегистрированы ионизационные толчки, соответ­ ствующие прохождению более чем 2 - Ю 5 частиц. Суммарная энер­ гия зт0-мезонов, генерированных в фильтре установки, в этих случаях достигала величины ^ 2-101 3 эв.

Система регистрации ионизационных толчков (для срабаты­ вания установки требовалось совпадение ионизационных импуль­ сов, как минимум, в двух рядах камер) практически исключала регистрацию толчков от ядерных расщеплений. Поэтому толчки, регистрируемые в камерах рядов I I I — V I , могли создаваться только каскадными ливнями, развивающимися в фильтрах уста­ новки. Такие ливни возникают, в основном, при взаимодействиях адронов высокой энергии с ядрами атомов фильтра, но могут, в принципе, вызываться также электронами и фотонами высокой энергии, падающими из воздуха на установку, и электромагнит­ ными взаимодействиями р,-мезонов.

Анализ экспериментальных данных показывает, что на высотах

чем эта величина уменьшается с ростом величины толчка. Вклад в регистрируемые толчки электронно-фотонной компоненты, па­ дающей на установку из воздуха и проходящей через фильтры установки, также мал, так как количество вещества, находяще­ гося над рядом I I I , составляет около 20 лавинных единиц (над другими рядами еще больше). Полученные нами и другими авто­ рами [52, 60, 61] экспериментальные данные показывают, что •такое количество вещества достаточно для поглощения практичес-