Файл: Христиансен, Г. Б.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

что экспериментальные данные

не противоречат

существенно

модели СКР

с

ns~E0l,i

при

Л = 1.

 

 

 

Хорошего

согласия

по аб­

солютному значению

можно

добиться, введя сложный хими­ ческий состав первичного излу­ чения. С другой стороны, мо_-

дели типа HL и с учетом NN пар, типа HLN и QLN, а так­ же модель с большой множест­ венностью {278] НММ противо­ речат эксперименту по абсо­ лютному значению при А = 1 и тем более при сложном хи­ мическом составе. Для моде-

£

1

1

1

1

i _

5

б

7

в

9

ю

 

 

 

 

 

Рис. 74. Экспериментальные данные о зависимости среднего числа

мюонов а — с пороговой энергией более

1 Гэв

от числа

электронов

и сравнение их

с

расчетами

(267],

[272]; б

с

энергией

более

2 Гэв

( + ) и

мюонов

с

энергией

более

10

Гэв

( # .

X ,

А)

от

числа

элек­

тронов

и их сравнение с расчетами

[278]

по

СКР

и

НММ моделям

197


Рис. 75. а — Зависимость потока энергии я.-а. компоненты ш. а. л. от

числа частиц Ne.

Эксперимент

[178].

Теория I [278] НАШ-модель,

I I —

[278] СКР-модель,

I I I [264]

СКР-

модель; б — зависимость числа

я.-а.

частиц с различной пороговой энерги­ ей от числа частиц в ливне Ne:

Эксперимент

Л — (197];

О

( 1 7 2 ] ; ® —

[178].

Теория

I , I I , I I I —

расчеты

(278J

по

СКР-модели;

в

— зависимость

числа я.-а. частиц

с

различной

пороговой

' энергией

от

числа

частиц

в ливне N

на

глубине

х =

800

г/сж2

по

данным (176,

194].

Теория-расчет

по

различным

моделям

из [259], (267, 272]. По оси ординат— условные единицы

лей с большой множественностью (НММ и др.) можно получить согласие при А = 1, если предположить генерацию изобарных пионов или учесть новые данные о взаимодействии пион — ядро,

198


egKai>e)

Рис. 76. а — сравнение энергетиче­

ского

спектра

я.-а. частиц в

ливнях

с Ne»\05

с теоретическими

расчета­

ми

согласно

[257,

258]

Гридер;

[250]

 

СКР,

 

[264]

(Л =

1 и

/4 = 64)

[267] —

QL,

LL,

QLN,

LLN,

HLN;

 

б

— сравнение тех же экспе­

риментальных

данных

с

расчетами

[250],

в

которых

предположено,

что

kx

 

возрастает

 

до

 

км =0,8

при

£ о > Ю 1 3

эв. Там же показан резуль­

тат

для

обычной

СКР

модели

[250]

свидетельствующие о возможности перезарядки заряженных пио­

нов в нейтральные.

 

 

 

 

 

 

Поток

энергии

я.-а.

компоненты

и число

я.-а.

частиц как

функции

Ne.

На

рис. 75,

а дано сравнение

экспериментальных

данных о

потоке

энергии

я.-а. компоненты и

его зависимости от

Ne на

уровне

моря

и соответствующих

теоретических расчетов

[264,

271,

278]. Независимо от модели можно добиться хорошего

согласия

расчета и эксперимента, если учесть, что энергия я.-а.

частиц определяется с точностью до фактора

1,5.

На рис. 75, б и в

показано

сравнение

расчетов и эксперимента

для

зависимости

числа я.-а. частиц разных

энергий от jVe на уровне моря и на

.высоте гор. Для

уровня моря можно констатировать

отсутствие

противоречий в пределах точности эксперимента. Расчеты выпол­

нены

для случая

образования

ш. а. л. от первичных

протонов,

однако в силу того, что Na.-&. ~Ne,

они справедливы и для слож­

ного

химического

состава ш. а. л.

В моделях с учетом

рождения

нуклон-антинулонных пар [259] число я.-а. частиц может возра­ стать в два раза П 7 .

На высоте гор хотя и существует некоторая тенденция к рас­ хождению (эксперимент дает несколько более слабую зависи­ мость Л/Я ..а .(Л/е )), но в пределах ошибок. Кроме того, в экспери­ менте, по-видимому, проявляется выборка с малыми s при малых jVe, что дает завышение Л/Я ..а ..

Особенно большой чувствительности к различным моделям элементарного акта можно ожидать при анализе данных по энер­

гетическим

спектрам ливневых

частиц

(мюонов и я.-а. частиц).

В работах

[264, 271] рассмотрены

модели типа

СКР ( п в - ~ £ о ^ 4 ) с изобарой.

199



Спектр я.-а. частиц. На рис. 76 показаны результаты сравне­ ния обобщенного по литературным данным экспериментального спектра я.-а. частиц с теоретическими расчетами работ [257, 258, 260, 264, 250, 267].

Приведем основные предположения расчетов в цитированных работах [250, 254,

264].

В

работе [250] при высоких энергиях использовались модель СКР с изо­

барой

(XN

= 80 г/см2;

kN=0,5;

A„=il;

Я„ = 120

г/см2; п80хи

 

спектр

СКР,

изобара

с

массой

1400

Мэв),

а

при

сверхвысоких

энергиях

( £ > 1 0 1 3

эв)

варьи­

ровалось

среднее значение

kN

от

0,3

до 0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

том

В работе [257] рассмотрены три

модели с XN=75

г/см2;

Л.л;= 120

г/см2

с уче­

генерации изобарных

состояний

нуклона

(согласно ускорительным

данным)

и генерации нуклон-антинуклонных

пар в

количестве ~ 5 %

от

всех

заряженных

частиц,

но

отличающиеся

друг

от

друга

предположением

о

множественности

ns 0).

 

В первой модели рассмотрено образование одного файерболла, покоящегося

в системе центра масс. Для

этого случая n s ~ £ 0 1

/ z

. Во второй

и третьей

моде­

лях генерируются два файерболла, движущиеся вдоль направления

 

налетающей

частицы

и в противоположном направлении, во второй модели

с лоренц-факто-

ром

~Е^*п

в третьей

(I

DFB)

с лоренц-фактором

~EQI".

Таким образом, вто­

рой

модели

соответствует

множественность n s

~ £ 0

1 /

4 , третьей 1 , 8

ns~Eal"-

 

Как

 

видно

из

рис. 76,

различные

 

вариации

зависимости

ns 0)

[258, 257, 267]

мало

сказываются

на форме

энергетиче­

ского спектра я.-а. частиц на

уровне

моря

(рис.

76) 1 1 9 .

 

Также не

очень

существенно

исследуемом

в

эксперименте

 

интервале

энергий я.-а. частиц) влияет

природа

первичной

частицы

при

переходе

согласно

[264],

например, от Л = 1 к Л = 64.

Во

всяком

случае

за

счет

перехода

к

Л = 64

трудно

объяснить

наблюдаемое

в некоторых работах

(см. гл. IV)

увеличение показателя

энерге­

тического спектра я.-а. частиц в области энергий

более 101 2 эв.

Однако

модель

[250],

в

которой

предполагается

увеличение

при

Е0

>

1013 эв

до

kN

= 0,7,

позволяет

получить

существенное

увеличение показателя спектра я.-а. частиц. Поскольку с экспери­

ментальной точки зрения вопрос об

изменении

формы

спектра

я.-а. частиц не является решенным

(см. гл. 4),

необходимы

даль­

нейшие методические уточнения. По-видимому,

это одна

из

акту­

альных экспериментальных задач ядерно-физического аспекта исследования ш. а.л.

Спектр мюонов. На рис. 77, а и б представлены обобщенные экспериментальные данные об интегральном энергетическом спект­

ре

мюонов

в интервале энергий от единиц

до

нескольких

сотен

Гэв. Если

модели со слабой

зависимостью ns(E0)

(ns~Ell*)

 

 

[250,

1 1 8

Из

законов

сохранения

для

файерболла имеем: nsy^bE

х [ / 2

МЕ0;

£ = c o n s t ,

 

таким

образом, n s -v. £ j / 2 / Y / 6 . При

У / ь ^ т / 8 ns

~ Ео8>

П Р И Y / 6 ~ £

o / 4 "s

~ ^ о / 4 .

1 1 9

На рис. 76, а модели [267]

с учетом

рождения

NN пар

дают завышенное

чис­

 

ло я.-а.

частиц. По-видимому,

в

модели

[267] завышена роль

NN

пар,

так

 

как

хотя

их

доля принята

равной

 

~ 1 0 % ,

но

энергия,

уносимая ими,

в

отно-

 

шении

MN

раз больше

(Мы

— масса

нуклона;

тя

масса

пиона)-

 

MN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200