Файл: Христиансен, Г. Б.pdf

Эти

флуктуации исследовались для мюонов с

энергией

более

0,6 Гэв

в

работах

[208, 116], для

мюонов с £м,П орог = 5 Гэв

в

япон­

ских

работах (118,

183] и для мюонов с £ цпорог = 1 0

Гэв в

работах

МГУ

(116,

150]. В

работе (208]

для £ ц „ О р о г = 0 , 6

Гэв

полученс

щ '* * * * н

i

0.5Y

о

Ю

egNe

e9ri

• МГУ ^

•

Токио

а

IV

Ыц=(1 + Ю)-10у^

0,5

0,4

W

Nе

'(l-rlO)-IO

0,4

+1

0,2

0,21-

• Н

0,1

1

10

01

w

Рис.

64.

Зависимость

величины

N..

: а

—

ори фикси­

рованном

Ne

от Ne:

в — данные

[150], £ m i n = 1 0 Гэв;

+ ^ д а н ­

ные

[118],

£'min =

5

Гэв; б —

при фиксированном

N

от Ne

по

данным [150]; в — распределение

по N^

при фиксированном

N^

от Ne

по

данным

[150]; г — распределение по Ne

при фиксиро­

ванном N

согласно

[150]

ределении N^,

связанные с

неточностью в определении

расстоя­

ния от детектора до оси ливня с флуктуациями

функции прост­

ранственного

распределения

мюонов и с пуассоновыми

флуктуа­

циями измерямой

величины

р^. Кроме того, учитывались

ошибки

в определении

Ne

и разброс

в Ny., создаваемый за

счет распреде­

численные

поправки

давали

в сумме

дисперсию, составлявшую

~ 1 5 ч - 2 0 %

от дисперсии экспериментального

распределения9 8 .

Особое

внимание

было

обращено

на учет

эффективного ра­

как г есть функция s, то при получении

распределения по Л'ц лив­

ни с данным s брались с весом

—.

На рис. 64, б показано, как

изменяются с мощностью

ливня

флуктуации в JVe при выделении

ливней

с фиксированным

Л7^. На

рис.

64, г приводится пример экспериментального распределения

по

при фиксированном Л^. По

оси ординат отложена вели-

чина

-——

по оси абсцисс Ne-

Данные скорректированы так

по Ne каждое Ne бралось с весом

§—• Причем rN опреде-

Я

Ч

ного Ne была 95% независимо

от значений

s (в

диапазоне

0,8^-1,6).

YD(Ne)

Наблюдаемые

абсолютные значения

величин

и

—

9 8 При рассмотрении

флуктуации в числе

мюонов

необходимо проявлять

осто­

рожность и исключать случаи образования мюонами

э.-ф. ливней в

детек­

торе, что легко сделать, если детектор

многорядный.

для

этого необходимо

иметь

л и б о

светосильные

магнитные

спек­

трометры с большим значением

максималь­

4NU

но измеримого импульса,

л и б о

подземные

Ne 'Ю

и наземные

установки

большой

площади с

достаточно большим

относительным телес­

ным углом и большой точностью в опреде­

лении положения

оси

как на

поверхности

земли, так и под землей. Для мюонов отно­

сительно малых энергий дело осложняется

их широким

пространственным

распределе­

нием.

1

На рис. 65 представлены

современные

данные об интегральном спектре мюонов в

ш. а. л. на уровне

моря

в

диапазоне энер­

гий

1 + 1000 Гэв,

приведенные

к /Ve =105 . В

10

1!

12 •

области энергий 1ч-10 Гэв данные получе­

ны из измерений с подземными и наземны­

ми детекторами.

Рис.

65.

Энергетиче­

В области энергий

порядка десятков

ский

спектр

мюонов

Гэв

первые

измерения

с

использованием

в

составе

ш. а. л. с

статистического подхода

в изучении

ш. а. л.

Ne

=

105:

Д — данные

[210];

•

-

[211];

О -

были проведены

{210] в

интервале

энергий

[153];

V

—

данные

15+40 Гэв

в ливнях с числом

частиц Л е =

[213]; х — [205]; О —

= 10s. В работе [211] интервал

энергий 1 +

[212];

•

— [209]

+20 Гэв был изучен с помощью

магнитного

спектрометра с зазором, причем число час­

тиц и расстояния от оси выделялись

статистическим методом

(т. е.

можно было выделить только широкий интервал

по Л' и г ) .

Далее в

работе [205] был

получен спектр в области энергий

1 + 100 Гэв

в ливнях

с

числом

частиц 7У = 2-107

с

использованием

ределении £ ц

при £ ~ 1 0 0 Гэв

вызывает [205] сомнения, мы

при­

водим

данные

до 50 Гэв. При

приведении

всех этих данных к

Afe =105

использовалась зависимость Ы^(>Е)

— Ne, причем

в об­

до 0,75 при Е = 5 Гэв.

сотни Гэв

Наконец,

в интервале

энергий

имеются результаты

только работ

[153] и [212] при Л ^ Ю 5 . В работе

[212],

как уже

упоминалось,

применялся

метод,

аналогичный

использованному

для определения энергетического спектра я.-а. частиц.

В отличие от я.-а. компоненты

мюонная

компонента

изучается

на больших

глубинах —100+300

м грунта,

что создает

возмож-

Показатель интегрального

энергетического

спектра,

получае­

мый из сравнения данных подземных измерений

[212] и [213] в ин­

тервале

Ю-т-220 Гэв, составляет 1,35 и хорошо

согласуется

с

пока­

зателем у=1, 3 в интервале 10-=-50 Гэв

согласно

измерениям

с маг­

нитным

спектрометром. Что

касается

области

энергий

более

100 Гэв,

то в этом интервале

[212] у = 2,2±0,1

( 2 2 0 < £ < 6 4 0

Гэв).

ствительности, чем значение у =1,4,

которое

обычно получается

из

сравнения Лг м ,(>£') при £ ~ 1 0 Гэв

с Ы^(>Е)

при £ = 560 Гэв

по

данным работы [153], так как в [212] для получения у

используют­

ся данные, полученные при разных Е одним

и тем же

методом.

по-разному

в области

Е^ \ Гэв

и в

области

больших энергий и

связано с тем, что мюоны с E^l

Гэв

возникают в нижних

слоях

атмосферы

и их поток

коррелирует с

потоком

электронов

(в ре­

бООГэв

dN^ ( > Е )

ШГэв

dE

dE

Таким

образом, поток

энергии

мюонной компоненты на уровне мо­

ря в несколько раз превосходит

поток энергии] э.-ф. и я.-а. компо­

нент.

На уровне

гор

в ливнях с заданным числом частиц Фя .-а .,

Ф э . - Ф .

и Ф Ц одного

порядка.

мюонной компоненты:

1.

Доля мюонов зависит от числа частиц Ne,

причем для Е ^ \ Гэв

—

при W e = 1 0 5 ч - 1 0 в и N^ — Nl'1'0 при

Ne = 10s + 101 0 . Та-

кое

же

изменение

характера зависимости

наблюдается

и

для

>

10 Гэв при переходе к большим

Ne.

2.

Зависимость

Ny, от

Ne при

£ц >

10 Гэв

и дисперсия

при

тех же Е^ изучены

наиболее точно:

=

(3,2 +

0,2) х Ю 3 ^ - ^ | ° ? 8

± ° °

при

NE =

105 -г- 107

и

не

противоречит

В =

0,8

вплоть до

N—101(>

VD

_

(N„y

= 0,5 при

ЛГе

=

10е -s-

101 0 .

v

й

3.

Экспериментальный

спектр

мюонов

имеет

вид f (>Гц,) ~ £ ^ " v ,

где у = 1,3

при £ V = Юч-50 Гэв и у = 2,2±0,1 при

£ ^ = 2 0 0 ^ 6 4 0

Гэв.

4. Поток энергии

мюонов

превосходит поток энергии

э.-ф.

и

я.-а. компоненты в ш. а. л. на

уровне моря в несколько раз.

Результаты исследования

энергетического

спектра мюонов,

а

также параметра

В интересны для проверки

различных

моделей

ядерно-каскадного

процесса.

Если сравнить, какую информацию о характеристиках

ядерно-

каскадного процесса

можно получить из энергетических

спектров

ПОТОК

ЧЕРЕНКОВСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

В Ш. А. Л.

С РАЗЛИЧНЫМ

ЧИСЛОМ ЧАСТИН

N И ЕГО

ФЛУКТУАЦИИ

эта зависимость распространена и на

диапазон

Л^= 106-н 107. На

установке Чакалтая [57] для диапазона

расстояний 15-^300 м от

оси и для

= 106 -J-108 получена зависимость Q—№<s. Однако

авто­

ры отмечают возможную зависимость показателя

от

расстояния

г

от оси и указывают диапазон изменения показателя от 0,7

до

1

при увеличении расстояния от 15 до 300

м.

В

работах [56, 214, 57]

рассмотрены

также флуктуации

вели-

Q/N.

VD

(Q IN)

чин

Для АГ=105 -М06

получено,

что

- У

^ 0,4 [56].