Файл: Григоров, Н. Л.pdf

вичной частицы и, следовательно, нельзя определить коэффициент неупругости Кло. Поэтому можно сравнивать только некоторые характеристики взаимодействий, зарегистрированных методом контролируемых эмульсий и в указанных выше работах. В первую очередь — это множественность у-квантов и их угловое и энергети­ ческое (в масштабе ЕУ1ЪЕ^) распределения.

В табл. 5.10 приведены результаты сравнения некоторых ха­ рактеристик для взаимодействий с примерно одинаковой суммар­ ной энергией родившихся у-кван­ тов, зарегистрированных методом контролируемых эмульсий и в ра­ ботах [ИЗ, 114, 115] (данных, по­ лученных на горе Чакалтая, в таб­ лице нет, так как в работе [67] не приводятся характеристики инди­ видуальных событий).

Во всех работах минимальная детектируемая энергия отдельного у-кванта -Ё^ппп примерно одинако­ ва и составляет ~5> 101 0 эв. Исклю­ чение составляет лишь работа [115],

оних не всегда публикуются.

Поэтому основное сравнение экспериментальных данных прове­ дено для ливней с Пу ^> 2. Для ливней с ?zv ^> 2 в таблице приве­ дены <,p±f}, <wY> и величина (Еугпа-и/^ЕуУ, которая характеризует спектр генерации у-квантов (Еутах — энергия самого энергичного у-кванта в ливне). Как видно из таблицы, эти величины, экспери­ ментально измеренные во всех работах, весьма близки. Исключе­ ние составляет лишь то, что у нас (,р±уУ получилось несколько меньшее, чем в остальных работах. По-видимому, это обстоятель­ ство связано с дискриминацией в работах [ИЗ—115] событий с ма­ лыми углами вылета у-квантов (в неразделенных стволах).

Для иллюстрации на рис. 5.8 приведены спектры генерации у-квантов i V ( > Еу/ИЕу), полученные методом контролируемых

фотоэмульсий и в работах [113, 114], а также в работе [116], вы­ полненной на горе Норикура. В работе [116] анализировались ливни с НЕ у ! > 5 - 1 0 1 2 эв, возникшие в результате взаимодействия адронов в воздухе. Минимальная измеримая энергия у-квантов в этой работе составляла 5 - Ю 1 1 эв, так что EyfZEy было такое же, как ц в других экспериментах. Как видно из рисунка, во всех работах наблюдается одинаковый спектр генерации у-квантов с показателем экспоненты 0,14—0,18. В работе группы ФИАН полу­ чен показатель экспоненты 0,17+0,02 [117].

Во всех рассмотренных эмульсионных работах первичная час­ тица не ндентифицнровалась, и с этой точки зрения ответить на вопрос, какова природа частиц, ответственных за взаимодействия с А"я о ]> 0,5, не представляется возможным. Но в области мень­ ших энергий (Е0 ^> 101 1 эв) такой ответ получить можно, если об­ ратиться к экспериментам, выполненным с камерой Вильсона, объединенной с ионизационным калориметром [108, 29]. В этих экспериментах можно было разделить первичные частицы по при­ знаку наличия или отсутствия у них электрического заряда.

Если использовать первичные данные [108] и Отобрать взаимо­ действия частиц с Е0 ]> 100 Гэв, то окажется, что на 14 взаимодей­ ствий нейтральных частиц в графитовой мишени наблюдалось 7 с

ментальные данные работы [29], то окажется, что на 13 взаимодей­ ствий нейтральных частиц в графитовой мишени, находившейся в

Таким образом, прямые наблюдения с помощью камеры Виль­ сона, совмещенной с ионизационным калориметром, показывают, что вероятность взаимодействия с ядрами углерода частиц с энер­ гиями Е0^Ю0Гэв, при которых К„» ;> 0,5, для нейтральных и за­ ряженных частиц в пределах ошибок измерений (правда, весьма больших) одинакова.

действий первичной частицы в мишени, т. е. они являются харак­ теристикой одного акта взаимодействия. Кроме того, наличие ка­ меры Вильсона позволило бы установить, что наблюдаемый ливень состоит из групп частиц, сходящихся в разные точки мишени.

Из этих (к сожалению, немногочисленных) экспериментальных данных следует, что по крайней мере при энергиях в несколько сотен Гэв нейтральные частицы (нейтроны) испытывают взаимо­ действия с большим значением Кло ^ 0,5 с той же вероятностью, что и заряженные частицы (протоны + пионы). А так как пионы составляют в потоке адронов только та 25%, то очевидно, что на-

блюдаемые в нижней части атмосферы взаимодействия с Кпа

я°-мезонов, играют определяющую роль такие процессы, в кото­ рых я°-мезонам передается доля энергии, существенно большая, чем в среднем, пришли и авторы работы [71]. Эти измерения про­ водились на высотах, где давление атмосферы 197 г/см2 и доля пио­ нов в потоке адронов мала 10%). В работе [71] получены сле­ дующие результаты: эффективная доля энергии (ДЭ ф), передавае­ мая всем я°-мезонам при регистрации ионизационного толчка, равна 0,22, а один я°-мезон во взаимодействии нуклона с ядром

ей Е ^> ЕкйСК, a W — вероятность взаимодействия адронов в уста­ новке. В § 5.2 отмечалось, что авторы [71] принимали поток ад­ ронов на глубине 197 г/см2 почти в 2 раза большим, чем истинный. Поэтому и величина < Дэф) в этой работе занижена в 2 раза. Следо­ вательно, в 21 '1 '' т 1,5 раза занижены значения < ДЭ ф> и энергия, получаемая энергичным я°-мезоном. С учетом сказанного, из ра­ боты [71] следует, что <Д|£> = 2,0-(0,08+0,02)•= 0,16+0,04 =

=(0,34±0,05)1 '7 , т. е. эффективная доля энергии, передаваемой

при взаимодействии всем я°-мезонам,

< Д э ф > = 0,34 + 0,05,

а один я°-мезон получает в среднем 0,14' 1,5 = 2 1 % энергии пер­ вичного нуклона. В предыдущей главе было показано, что при вза­ имодействии в графитовом фильтре толщиной 60 г/см2 я°-мезонам

больше или значительно меньше этой величины. При регистра­

гистрации толчков в основном отбираются взаимодействия, в ко­ торых я°-мезоны получают энергию большую, чем в среднем. Из­ ложенные выше экспериментальные данные показывают, что при регистрации ионизационных толчков <А"яо> = 0,63+0,05, т. е. примерно в 2 раза больше, чем величина < ДЭ ф> = 0,34+0,05,

которая получается из работы [71]. Это связано с тем, что авторы работы [71] считают, что каждое взаимодействие в равной мере эффективно с точки зрения создания детектируемого ионизацион­ ного толчка. Различие <Кл о} и < АЭф> в два раза означает, что толь­ ко около половины всех взаимодействий эффективны при генера­ ции толчков, что, собственно, и видно из рис. 4.15.

Поскольку при регистрации ионизационных толчков отбирают­ ся взаимодействия, в которых все я°-мезоны получают энергию

каждом взаимодействии нуклонов противоречит реальному меха­ низму образования я°-мезонов высокой энергии.

Таким образом, основные характеристики взаимодействий, в которых рождаются я°-мезоны высоких энергий (Ело Ю 1 2 эв), полученные во всех работах, выполненных на высотах гор и вбли­ зи границы атмосферы, практически совпадают. Это дает основа­ ние утверждать, что по всей толще атмосферы генерация у-кван­ тов высокой энергии происходит в результате взаимодействия нуклонов с э н е р г и е й Е 0 ^10 1 2 эв с легкими ядрами атмосферы. При

Следует отметить, что эти выводы не противоречат данным о генерации у-квантов в р-р-взаимодействиях при энергиях — 1 0 1 2 эв в экспериментах на встречных пучках [120].