Файл: Христиансен, Г. Б.pdf

=£ - 7 e - m [ l - ( l - f e ) V ] _

Отсюда

1 ^вз

Таким образом, в этой модели пробег относительно поглоще­

ляется предположение о короткопробежности. вторичных лавин, в силу чего ./V определяется энергией я.-а. частицы Е. Это предска­ зание, по-видимому, противоречит данным о зависимости энергии э.-ф. компоненты от высоты в атмосфере. Модель {218, 104] даст отсутствие зависимости Oe/Ne.

Рассмотренные выше модели [183, 216, 218, 104] представляют определенную эвристическую ценность. Однако каждой из них свойственно преувеличенно подчеркивать ту или иную сторону яв­ ления с целью получить возможность продвинуться в аналитиче­ ском решении задачи о флуктуациях. В последние десятилетия благодаря развитию техники вычислений на ЭВМ появилась воз­ можность рассматривать самые разнообразные конкретные модели развития ш. а. л., учитывающие флуктуации в уровне взаимодей­ ствия, в коэффициенте неупругости и пр., а также допускающие возможность широких вариаций различных параметров элемен­ тарного акта ядерно-каскадного процесса при сверхвысоких энер­ гиях ( £ 0 > Ю 1 3 эв).

Общей чертой всех рассматриваемых моделей является, одна­ ко, идея лидирующего или «ведущего» нуклона.

164

§ 4. СПЕКТРЫ ЛИВНЕЙ ПО ЧИСЛУ ЧАСТИЦ

Выше в § 1 гл. 4 мы уже рассматривали некоторые экспери­ ментальные данные о спектрах по числу частиц и о спектрах плот­ ностей в связи с анализом продольного развития ш. а. л. Эти дан­ ные также интересны с точки зрения проблемы природы и энер­ гетического спектра первичного космического излучения сверхвы­

камеры Вильсона [ 2 2 2 ] , сцинтилляционных счетчиков. До плотно­ стей р^ЮОО м~2 все работы свидетельствуют о приблизительном

растает. Однако необходимы дальнейшие исследования для того,

Показатель спектра плотностей ш . а . л . совпадает с показате­ лем спектра ливней по числу частиц при соблюдении двух следую­ щих условий: 1) f(r) не зависит от числа частиц N; 2 ) показатель спектра ливней по числу частиц к не зависит от N.

Первое условие, как мы видели в § 3 настоящей главы, выпол­ няется в широком диапазоне значений N. Что касается второго условия, то из априорных соображений его выполнение не являет­ ся очевидным и оно безусловно требует экспериментальной про­ верки, выходящей за рамки методов изучения спектра плотностей.

Серьезным недостатком метода изучения спектра плотностей является следующее обстоятельство. Заданная плотность р потока

ся на два порядка). Поэтому спектр плотностей ш. а. л. дает пред­ ставление только об усредненной форме спектра по числу частиц, причем интервал усреднения весьма широк.

165

падающих в единицу времени (в единице телесного угла) и на единицу площади, необходимо достаточно точное определение по­ ложения и ориентации оси ливня и числа частиц в нем N.

Первые исследования спектра ливней по числу частиц N на комплексной установке были выполнены в работе [223], где изу­

Вслед за работой [223] был выполнен целый ряд исследований как на уровне моря, так и на высоте гор. В работах на комплекс­ ной установке МГУ [233, 227] и на установке Токийского инсти­ тута ядерных исследований [183, 117] этот результат был подтвер­ жден с большей статистикой и в более широком интервале изме­ нения N = 3- 104-^107. В дальнейшем на уровне моря был получен также дифференциальный спектр ливней по числу частиц [116, 224, 225] и показано, что показатель дифференциального спектра изменяется от 2,36±0,1 до 3,0±0,1 приблизительно в том же ин­ тервале изменения N.

В некоторых работах на уровне моря, например [225], исполь­ зовались простейшие установки, состоявшие всего лишь из не­ скольких детекторов и допускавшие большие неточности в опре­ делении положения оси и числа частиц в ливне. В других работах [117], использовавших сцинтилляторы, также возникали некоторые искажения, величина которых изменялась с N в связи с ролью переходного эффекта в сцинтилляторах и его зависимостью от г.

Анализ [227] показал, что с учетом методических поправок дан­ ные различных работ находятся в хорошем согласии и свидетель­ ствуют о существовании резкого изменения показателя х от зна­

информации о центральной части регистрируемого ливня. Число частиц в этом случае определяется, исходя из предположения, что

166

до значения- 1,6+1,7). Исключением является работа [232], в ко­ торой показатель х не уменьшается до N~iOw. Особого внимания заслуживает работа на установке Агассиз [234] в связи с тем, что установка перекрывала область изменения показателя х от 2,1 до

за счет флуктуации плотностей потоков частиц над детекторами установки и уменьшается с возрастанием N.

Этот эффект и эффекты, связанные с некорректным учетом эффективности системы к регистрации ш. а. л., приводят (см. [227]) к сильным искажениям спектра ливней по числу частиц. В рабо­ тах [98, 236] использовались установки большего размера и по мере возрастания размера установки и точностей в определении параметров ливней выявлялась сложная форма спектра по Ne.

и в области значений N в 3+5 раз больших, чем соответствующие Ne на уровне моря.

Если предположить, что изменение показателя спектра ливней по Ne х связано с соответствующим изменением показателя пер­ вичного энергетического спектра Ау (а не есть проявление изме­ нения характера развития ядерного каскада с энергией Е0), то это предположение хорошо объясняет как и возрастание с высотой интервала N (в котором происходит изменение х), так и возраста­

ных в круге радиуса г—1,8 км. В связи с этим число частиц в ре­ гистрируемом ливне определялось по измерениям плотности пото­

168