Файл: Григоров, Н. Л.pdf

степенной функцией вида F (Е, х — 0) = АЕ~^, либо квазистепен­ ной (плавно изменяющийся показатель у с ростом энергии или раз­ ные показатели степени в различных энергетических областях). Расчетов такого типа в литературе опубликовано много и из них можно сделать основной и весьма важный вывод: при сделанных допущениях о пробеге и виде функции W (£", Е) интенсивность

высотах изучать химический состав космических лучей в области энергий 10—1000 Гэв [79, 148].

На рис. 4.27 приведены результаты измерения энергетического

Сведения о спектре ядер в широком энергетическом диапазоне могут быть получены из дифференциального спектра всех частиц,

приведенного на рис. 4.28. Этот спектр обусловлен спектром про­ тонов (см. рис. 4.27) и спектром ядер. Из рисунка видно, что эк­ спериментальные точки не лежат на одной прямой линии, что должно было бы иметь место, если бы спектр всех частиц опи­ сывался чисто степенной функцией во всем интервале энергий от 1 0 " до 101 6 эв.

Рис. 4.28. Дифференциальный спектр всех частиц первичных космических лучей. О — измерения на ИСЗ «Протон-1,2,3», X — измерения на ИСЗ «Протон-4» [68] . Кривые 1—4 — теоретические, рассчитанные при различ­ ных предположениях о спектрах разных групп ядер (см. текст).

в) спектр по жесткостям у а-частиц и ядер группы М такой же,

при малых энергиях (порядка 10 Гэв/нуклон) принималось обще­ принятым [75], а рассчитанные кривые нормировались к одной экспериментальной точке при Е — 101 1 эв.

у4=1,60

Рис. 4.29. Интегральный энергетический спектр нуклонов на глубпне ат­ мосферы х = 700 г/см2. Точки п крестики — данные взяты из рис. 4.16 и в них внесена поправка па поток пионов (обозначения те ж е , что и на рпс. 4.16). Кривые 1,2,3 — расчетные (см. текст). Штрих-пунктир — степенной спектр с V — 1 = 1,60.

2) Спектр всех групп ядер имеет вид

Коэффициенты Bz принимались такими, каковы они при энер­ гиях ядер -~ 10 /"эв/нуклон [75J.

считанные спектры нуклонов па глубине атмосферы х — 700 г/см2 для значений Ек — 3 - Ю 1 1 эв (кривая 2), 101 2 эв (кривая 2) и 101 9 эв (кривая 3) приведены на рис. 4.29. Кривые нормированы к одной экспериментальной точке при Е — 101 1 эв. На том же рисунке изо­ бражены экспериментальные данные о спектре нуклонов, полу­ ченные из спектра адронов (см. рпс. 4.16) после внесения в него поправки на поток пионов. Из рис. 4.29 видно, что эксперимен­ тальные данные хорошо согласуются с предположением о росте а і п до энергий 3 - Ю 1 1 — 101 2 эв и не согласуются с предположением

о неограниченном росте о по закону a l n = с 0 1 + а 1п-^- , при усло­

вии, что спектр протонов изменяет свой показатель на 0,6 в области энергий ~ 101 2 эв.

Для других глубин атмосферы нами был проведен расчет спект­ ра нуклонов высокой энергии в области Е ^> 101 2 эв, для кото­ рой принималось a i n =const . В этом расчете спектры протонов п ядер принимались в форме (4.32) и (4.33) соответственно [68]. При вза­ имодействии ядер с ядрами происходит фрагментация — частич­ ный развал первичного ядра. В расчете предполагалось, что при фрагментации 50% нуклонов сохраняют свою первоначаль­ ную энергию. Результаты этого расчета приведены на рис. 4.30. Видно, что они хорошо согласуются с имеющимися в литературе данными о потоках -у-квантов высокой энергии и адронов на всех высотах атмосферы: от 20 г/см2 до 1000 г/см2.

Таким образом, сложный спектр первичных космических лу­ чей и ограниченный рост а'" до энергий— 101 2 эв, т. е. результаты непосредственных измерений [68, 184], не только не противоречат известным экспериментальным данным, но, наоборот, естествен­

упругости взаимодействия нуклонов при энергиях ~ 101 3 эв [118].

Глава V

Изучение характеристик взаимодействия частиц с энергией выше 1012 эв

с легкими атомными ядрами методом контролируемых ядерных

Уже первые измерения распределения ионизации в иониза­ ционном калориметре показали, что частицы высокой энергии в веществе среднего атомного веса (в железе) создают лавины, фор­ ма которых сильно флуктуирует [5]. Анализ этих флуктуации поз­ волил получить оценку доли энергии, передаваемой я°-мезонам первичной частицей в акте первого взаимодействия. Оказалось, что иногда наблюдаются случаи, когда в первом взаимодействии

Применение ионизационного калориметра для изучения меха­ низма образования ионизационных толчков частицами высокой энергии позволило получить функцию распределения взаимодей­ ствий по величине доли энергии, передаваемой л.°-мезонам пер­ вичной частицей в слое графита толщиной 60 г/см2 (см. рис. 4.15). Из этого распределения также следует существование взаимо­ действий, при которых я.°-мезонам передается почти вся энергия первичной частицы.

Иными словами, был получен обширный экспериментальный материал, свидетельствующий о существовании таких взаимодей­

Или же случаи с ипа !> 0,5—0,6 характеризуются специфическим спектром рождающихся л°-мезонов?