Файл: Христиансен, Г. Б.pdf

и проинтегрировать

по т)0, то получим

)I (6.1.5)

2

Отсюда

((ir)2 ~ir- 7

/(yV e )dlniV e

= <Рл(«/) ехр

d In N e . (6.1.6)

S

ней по числу частиц

сравнению

со случаем, когда флуктуации не учитываются.

Спектры ливней по JVe и N^, как показывает

эксперимент,

чина

такой

сложной

формы может быть

л и б о

в

резком

изме­

нении

характера

зависимости

функции

WA(N/E0)

от

Е0,

л и б о

в

нестепенном

характере

парциальных

энергетических

спектров.

И

в том, и

в

другом

случае приведенная

простая

формула

не

применима,

и нахождение f(r\)dr\

может

быть осуществлено

толь­

ко численным

интегрированием.

Ne

На рис. 85

показаны

результаты

расчетов

спектров

по

(на уровне

моря

и на высоте гор, рис. 85, а

и б)

и спектра

по

(рис. 85, в)

по различным моделям и соответствующие экспери­

ментальные

данные. На рис. 85, а и б приведены

результаты рас­

четов по моделям типа СКР и модели с ns~En1>t

при £ 0 > 1 0 1 3

эв

(НММ) и для

двух вариантов химического

состава

первичного

излучения в области

минимальных

рассматриваемых

энергий:

1)

Л = 1 и

2)

обычный

химический

состав 2,

соответствующий

ные энергетические

спектры предполагались в степенной

форме

до значения энергии ~EKV.

Далее в узком интервале первичных

энергий

от Екр

до 3£кр предполагалось

увеличение

показателя

спектра

у

на

величину Ау

и переход

к спектру

с

показателем

у + Ду-

Значения

EKV

для

различных А различались в Л/2 раз.

Последнее

предположение

означало,

что величина

EKV опреде­

ляется

величиной

заряда

первичной частицы и

пропорциональ­

на ей.

Модель с tis(Eo) ~Е01,г

хорошо согласуется со всей совокуп­

ностью

данных при Л = 1 значительно

лучше, чем модель

СКР.

При сложном

химическом

составе согласие спектров

по Ne

и

периментальных

данных

необходимо принять у=1,65,

Ау~0,7 и

£кр для протонов

~3 - 10 1 5

эв.

Несмотря

на изменение

характера

элементарного акта в модели

с n s ~ £ o 1 / 2

при £ o > 1 0 1 3

эв нерегу­

тарного акта

(см. табл. 1). Можно пытаться увеличить

показа­

тель спектра ливней по числу частиц и при неизменном

показа­

теле первичного

спектра у,

например, за

счет

уменьшения Л Л \

увеличения kN,

увеличения

ns,

уменьшения

a v

— доли

энергии,

передаваемой

э.-ф. компоненте. Табл. 1 показывает,

как изменяет­

ся Л/е или

при изменении

параметров

акта

на

всех

стадиях

ядерно-каскадного

процесса.

Поэтому

изменение

Ne

и

Ny, может быть

существенно

меньше,

чем

это

следует из

табл.

1. Для дальнейшего нам, однако, важна

не

количественная, а качественная сторона дела. В то^время

как

Ne

может действительно

уменьшаться с

увеличением kN, ns

или

уменьшением Ядг и

av ,

число мюонов

или уменьшается

или

даже, наоборот, возрастает, что оказывается в явном

противоре­

чии

со спектром ливней

по N^,. Таким образом, такое

изменение

периментальных

факта:

увеличение «jv

на

высоте гор,

увели­

чение

идге

на

уровне

моря и увеличение Иц. Число

электро­

нов Ne

на

высоте гор мало

чувствительно

к изменению

таких па­

раметров,

как

Ядг, kN,

ay,

и чувствительно

только

к

значе­

нию 1 3 2

пя

[227].

Пусть

ns

существенно

возрастает.

Возможно,

этого

будет достаточно

для

уменьшения Ne

и на уровне

моря. Что

чением ns. Можно

надеяться, однако,

по

крайней

мере,

качест­

венно уменьшить

число мюонов, предположив, что av возрастает

и,

следовательно,

уменьшается

доля

энергии,

передаваемая

мюонам. Но если

это предположение

(наряду с

предположением

о

возрастании ns)

может оказаться

достаточным

для

уменьше­

периментальным

фактом

о зависимости

потока

черенковского

излучения Q от числа

частиц в ливне

Ne.

Действительно, согласно экспериментальным данным [56]

Q ~ j V ° ' 8 ± 0 ' 0 5

при 1 0 5 < y V e < l , 5 • 106,

Проиллюстрируем

это

примером из электромагнитной каскадной теории.

Д л я

£о = 8 - 1 0 1 4 эв и t=l5

(высота гор) число

частиц y v = 8 - 1 0 5 . Для 100

элек­

тронов с энергией

8 - Ю 1 2 эв

каждый J V = 6 , 3 - 1 0 5 .

Для 10 3

электронов с

энер­

Q^N

' - о ' / при Ne

= l,5-

Ю6 -г

107.

e

Изменение %N

на

высоте

гор

происходит

при

/Ve ^l,5-106

и,

если бы имело место предполагаемое нами изменение

парамет­

ров элементарного

акта, сопровождаемое

резкой

диссипацией

энергии, то при

jV e > 1,5 -106

зависимость

Q

от

Ne

претерпела

бы

изменения за счет возрастания Q и спектр ливней по потоку че-

ренковского излучения Q стал бы более пологим в области боль­

ших значений Q. В действительности, из спектра по Ме на высоте

гор и приведенной зависимости Q от Ne

можно

получить

следую­

щий спектр черенковских вспышек:

/ ( > Q ) ~ Q ' ' 7 5 ± ° - 2

при

Q<QKP

2,9+0,7

Q >

~ Q

- 0 ' 2 5

при

QK P ,

где QKp соответствует ЛГе =1,5-106 . Такой

результат

противоречит

предположениям

об

изменении a v

и

ns

и

согласуется с

измене­

нием показателя первичного энергетического спектра.

Эти рассуждения

сохраняют свою

силу в

рамках

обычных

слабо взаимодействующих

частиц

(нейтрино,

мюоны

высоких

энергий и т. д.) ш ,

не выделяющих

своей

энергии

в атмосфере, то

экспериментальные

спектры

по Ne

и Ny,

могут

быть

объяснены

слабо взаимодействующие частицы, от первичной энергии Е0

{283].

С

точки

зрения

современных методов исследования,

основанных

на

регистрации

лавин,

развивающихся в атмосфере,

эта

доля

энергии

безвозвратно потеряна

и неизмерима. Экспериментальная

проверка

существования

такого

процесса крайне затруднительна,

Если считать,

что

в энергетическом балансе существенна и

роль мюонов высоких

энергий, то

такую возможность

можно

проанализировать,

используя данные

о мюонах вблизи оси

ш. а. л.

энергии, уносимая мюонами с пороговой

энергией

~

100 Гэв, не

более

процента

от первичной энергии

ливня (при

£ 0 ~ Ю 1 5 - г -

- М 0 1 6

эв). Доля

энергии (относительно

первичной

энергии), уно­