Файл: Григоров, Н. Л.pdf

Для выяснения того, что же в действительности имеет место, был использован метод контролируемых ядерных эмульсий, суть которого была изложена в гл. I I I . Были применены установки

РЬ&у

шшшш

Мишень

Фотоэмульсия

PbJfivS

IIDh 1ГМ |_

///„, г ОО00(ХХХХХХХ)СС0СОЭ30«ХХХХСССО0О

пост

Рис. 5.1. Схематическое изображение большой установки, в которой исполь ­ зовался метод контролируемых ядерных фотоэмульсий (вариант «A»). I — V — ряды ионизационных камор.

двух вариантов, изображенные на рис. 5.1 и 2.8 (назовем их соот­ ветственно вариантами «А» и «Б»).

при помощи фотоэмульсии лежит измерение числа ливневых ча­ стиц. Известно, что полное число частиц в ливне на заданной глу­ бине t от его начала является функцией первичной энергии. Если сосчитать в фотопластинках все частицы данного ливня, то мож­ но определить его энергию. К сожалению, применить этот способ определения энергии на практике оказалось невозможно. Дело в том, что значительная часть ливневых частиц идет на больших расстояниях от оси ливня, где их плотность меньше плотности

103 мкм. В этой области заключено лишь примерно 15% всех лив­ невых частиц [86].

В связи с этим приходится ограничиваться измерениями числа частиц в области, непосредственно прилегающей к оси ливня. Обыч­ но проводится измерение числа частиц в круге некоторого радиуса •г (если плотность частиц в центре ливня очень большая, то прово-

дится подсчет числа частиц в кольце с радиусами гг и г2 ). Очевид-

ределить из сравнения измеренного числа частиц с результатами теоретических расчетов.

Расчеты трехмерного развития каскадов были начаты еще в 1952 г. [87]. К настоящему времени опубликовано значительное число расчетов для разных веществ и разных глубин t [88—92]. Имеются работы, в которых результаты расчетов сравниваются с экспериментом [90, 93]. Энергия первичных частиц при этом определяется независимым способом (многократное рассеяние, кинематика распада л.°-мезона). В результате такого сравнения было показано, что экспериментальные и теоретические зависи­ мости п (Е0, г, t) совпадают в пределах 20—30%.

Все расчеты проводятся в предположении, что каскад раз­ вивается в однородной среде. В блоках же установок «А» и «Б» кро­ ме свинца были эмульсии, слои железа и бумаги, имелись воз­ душные зазоры. Поэтому пространственное распределение лив­ невых частиц в зарегистрированных каскадах в принципе может отличаться от расчетного для однородной среды. В связи с этим были получены экспериментальные функции п (Е0, г, t) для трех глубин свинцового фильтра. Ниже мы изложим принцип построе­

энергии каскадов, учета флуктуации в развитии каскадов и ряда

мы исходили из того, что в области, непосредственно прилегающей к стволу ливня, число частиц в круге радиусом г является функ­

разом. В соответствии с решениями уравнений каскадной теории

вичной частицы. Средний квадратичный угол, на который частицы

=const. Отсюда с точностью до постоянного множителя МОЖНО

энергии каскада. В частности, если имеются два каскада, можно определить отношение их энергий: Е0'/ Е0" — r"(N0) / r'(N0). Все эти соотношения будут выполняться и для колец с радиусами }\ и г2 . Для построения экспериментальных кривых п (E0-r, t) было отобрано семь случаев распада зх° ->• 2у, происходящих в графи­ товой мпшенн установок, изображенных на рис. 2.8 и 5.1. Основой для отбора служила кинематика распада л;°-мезоиа.

При распаде я°-мезона должны выполняться следующие соот­ ношения (при условии, что 9 <С1):

делена энергия первичных у-квантов для 14 каскадов и затем по ­ строены распределения n(E0-r,t).

Практически это выглядело следующим образом. Для каждого из отобранных ливней определялось число частиц в кольцах с ра­ диусами 7- и 2г. Значения 7- были заключены в интервале от 10 до 60 мкм. Затем определялся радиус кольца г, в котором заключено

На рис. 5.2 приведена полученная зависимость числа ливневых частиц в нижнем слое эмульсий (6 каскадных единиц), построен­

к вертикали и регистрируются па глубине г » 7 к . е.). Аналогич­ но были построены пространственные распределения ливневых частиц в других слоях фотоэмульсии, на других глубинах t.

Для сравнения на том же рисунке приведены результаты те­ оретических расчетов [88] (результаты работы [88] пересчитаны для колец с радиусами 7- и 27-). Различие между экспериментальным и теоретически рассчитанным значениями Е0-г составляет та 20% . Детальный анализ, проведенный в [32], показал, что это различиеобъясняется флуктуациями в развитии зарегистрированных кас­ кадов. После учета флуктуации различие меяеду эксперименталь­ ным и теоретическим распределениями не превышает 10% . В связи с этим в дальнейшем в качестве калибровочных кривых использо­ вались кривые из работы [88]. Для некоторых значений t они при­ ведены на рис. 5.3. £