Файл: Христиансен, Г. Б.pdf

установки для исследования ствола в работе [18], необходимо от­ дать предпочтение результатам именно этой работы.

Существование резких флуктуации пространственного распре­ деления электронов при г < 3 м от оси может быть понято как проявление роли ядерно-каскадного процесса в развитии э.-ф. ла­ вины. Действительно, за счет флуктуации в развитии ядерной лавины вблизи уровня наблюдения флуктуирует высота зарожде­ ния и энергия Ео я°-мезонов, инициирующих э.-ф. лавину. Поэтому флуктуирует и пространственное распределение э.-ф. лавины, так

дать большими, чем на больших расстояниях, и слабо коррели­ рующими по следующей причине. На малых расстояниях г необхо­ димо рассматривать развитие э.-ф. лавины до вторичных энер­ гий Е, больших характерной энергии ливневых частиц р\ В этом случае лавины оказываются короче: они быстро развиваются и более резко поглощаются. Слабая корреляция между малыми и большими г объясняется тем, что большие градиенты f(r) на ма­ лых расстояниях связаны исключительно с локальными э.-ф. лави­ нами от я°-мезонов, а не с суперпозицией большого числа лавин от я°-мезонов, которые определяют возраст и число частиц всей основной части ш. а. л.

По наблюдаемой экспериментальной форме функции простран­ ственного распределения электронов можно сделать вывод о не­ пригодности некоторых экстремальных моделей для описания процессов взаимодействия при сверхвысоких энергиях. Так, со­ гласно модели ядерных взаимодействий при сверхвысоких энер­ гиях, предложенной Э. Ферми, поток энергии вторичных частиц в лабораторной системе координат имеет плотность углового рас­

взаимодействия мы должны были бы наблюдать постоянную плот­ ность пространственного распределения на малых расстояниях от оси ливня по крайней мере вплоть до 10-М5 м, что резко проти­ воречит опыту.

106

еще в первых опытах Маза и Оже с помощью камеры Вильсона. Однако систематическое исследование проникающей компоненты ш. а. л. началось только после того, как была сформулирована гипотеза ядерно-каскадного процесса [95].

С помощью детекторов, состоявших из многих рядов годоскопических счетчиков, прослоенных большими толщами (до 20 см) тяжелого вещества, было показано, что проникающие частицы состоят из я.-а. частиц (создающих в детекторе с большой вероят­ ностью ливни, включающие проникающие частицы) и ядерно-пас­ сивных частиц — мюонов6 3 . Исследование последних проводилось в дальнейшем с помощью одноили двухрядных детекторов из счетчиков, экранированных со всех сторон большими толщами свинца ~ 2 0 см.

Детекторы мюонов использовались во многих локальных уста­ новках и установках, предназначенных для исследования «кривой раздвижения». В случае локальной установки (как уже отмеча­ лось в гл. 2) из соотношения числа совпадений п неэкранированных счетчиков с экранированным счетчиком можно определить долю мюонов в центральных областях ш. а. л., отбираемых с по­ мощью локальной установки, сопоставляя эксперимент с расчетом, содержащим искомую долю.

При больших расстояниях D между группами неэкранированных счетчиков в принципе также можно найти долю мюонов, усредненную по отбираемому установкой интервалу расстояний от оси ливня, рассчитав число совпадений неэкранированных счет­ чиков с экранированным и вводя при этом в расчет долю мюонов, не зависящую от г в рассматриваемом диапазоне г и не флук­ туирующую от ливня к ливню. Количественная интерпретация данных о числе совпадений с экранированным счетчиком возмож­ на в случае подобия функций пространственного распределения электронов и мюонов и в случае постоянства отношения плотно­ стей мюонов и электронов на заданном расстоянии г от оси в каждом регистрируемом ливне.

Как будет видно из дальнейшего, ни то, ни другое условие не выполняется. Тем не менее такие статистические исследования мюонов позволили получить указание о существенном возраста­ нии доли мюонов при переходе от центральных областей ш. а. л. (десятки метров) к периферии (ЗООн-ЮОО м) в десятки раз — от процентов до десятков процентов.

После создания установок для определения числа частиц и положения оси ливня (см. метод коррелированных годоскопов) появилась возможность исследования пространственного распреде­ ления мюонов рц(>") в ливнях различной мощности N. Первые та­

107

Результаты их приведены на рис. 41. Там же показана зависи­ мость от расстояния г доли мюонов 6 в ш. а. л. Данные о прост­ ранственном распределении мюонов относятся к мюонам с энер­ гией большей той минимальной, которая необходима для прохож­ дения через фильтр толщиной порядка 20 см РЬ. Так как мюоны низких энергий поглощаются преимущественно за счет иониза­ ционных потерь, то эта энергия

пределение мюонов исследовалось с помощью детекторов, собран­ ных из свинцового фильтра и имеющих не менее двух рядов годоскопических счетчиков. Толщина свинцового фильтра над верхним

6 4 Здесь приводятся только качественные аргументы. Количественных расчетов спектров мюонов в области Е~\ Гэв с учетом коэффициента поглощения ядерной лавины и углового распределения мюонов различных энергий не существует.

108