Первичный протон

Cтраница 1

Первичные протоны с энергией, большей 5 1019 эВ, должны были бы сильно тормозиться из-за взаимодействия с реликтовым тепловым радиоизлучением. Между тем наблюдения не показывают излома спектра космических лучей в этой области. Конечно, говорить о реальном расхождении теории и эксперимента в этой ситуации, скорее всего, преждевременно. Однако отсутствие убедительного объяснения сложившейся ситуации делает законным вопрос о том, не достаточно ли уже велика энергия первичных протонов, чтобы за обсуждаемое расхождение было ответственно нарушение существующих представлений. [1]

Столкновение первичных протонов и ядер более высокой энергии ( 10И4 - 1012 эв) с ядрами N и О, входящими в состав воздуха сопровождается множественным рождением новых частиц высокой энергии. При этом образуются преимущественно я-мезоны, а также нуклоны, нуклон-антинуклонные пары, гипероны и К-мезоны. [2]

Измерения энергии первичного протона, пришедшего к нам из верхних слоев атмосферы или другой элементарной частицы на станции Цхра Цкаро производятся с помощью, так называемого, ионизационного калориметра системы профессора Григорова, получившего в последние годы большое распространение. Это остроумное устройство было смонтировано и в Институте физики. Радиотехническая часть, обслуживающая аппаратуру, состоит из 55 тысяч полупроводников, тысячи с лишним ферритовых и пермалоевых сердечников, 22 тысяч сопротивлений, 10 тысяч конденсаторов, десятков километров монтажного провода и высокочастотного кабеля. Средняя живучесть такого количества радиодеталей, соединенных между собой более чем в 200 тысячах точек, может обеспечить бесперебойную работу установки только в течение 50 часов. Поэтому устройство должно быть самоконтролируемым и подавать сигнал о помощи, указывая на заболевший орган. А замена испорченного блока, если известно, который из них закапризничал - минутное дело. [3]

Двигаясь через атмосферу, первичные протоны вызывают образование вторичных частиц, среди них множество электронов; ниже мы объясним механизм этого процесса. [4]

Это означает отброс нейтрона назад или превращение первичного протона в нейтрон, так как первичный нейтрон, превратившись в протон, стремится двигаться вперед. [5]

Пучки быстрых я-мезонов получаются в настоящее время на протонных ускорителях благодаря взаимодействию первичных протонов с ядрами. Если эти протоны имеют энергию EL порядка 30 - 40 Бэв, то, как будет показано ниже, для генерации я - мезонов с энергией & L 0 4 - 0 5 EL существенную роль играет механизм, связанный с действием кулонова поля ядра. [6]

Таким образом, наиболее вероятная схема прохождения космических лучей через атмосферу состоит в следующем: первичные протоны со средней энергией порядка 1010 эв генерируют в верхних слоях атмосферы мезоны, которые частью проникают в нижние слои атмосферы, составляя собой жесткую компоненту космических лучей, частью распадаются по пути. [7]

Сечения ап ( EL, eL) и а ( EL) могут быть вычислены с помощью существующих экспериментальных данных только для энергии первичных протонов EL С 40 Бэв. Энергии EL, большей 40 Бэв, соответствует, согласно ( 7), ( отах, которая при А 207 превышает 1 Бэв. [8]

Значения коэффициентов AI в формуле для нуклонов. [9]

Гэв / с; Р - импульс вторичных нуклонов, Гэв / с; тр - масса протона, равная 0 9382 Гэв; 6 - угол между направлением вылета вторичных частиц и направлением первичного протона. [10]

Значения коэффициентов AI в формуле для нуклонов. [11]

Гэв / с) на стерад на взаимодействующий протон; Л, - эмпирические коэффициенты для л - и л - - мезонов, приведенные в табл. 15.14; Р - импульс пионов, Гэв / с; Р0 - начальный импульс протона, Гэв / с; 6 - угол между направлением вылета образовавшегося пиона и направлением движения первичного протона. [12]

На микрофотографии рис. 19 изображен случай множественного рождения мезонов при столкновении ультрарелятивистского протона ( след Л) с покоящимся протоном. Оценить энергию первичного протона А, а также угол полураствора р0 конуса, в котором вылетают мезоны, в системе центра инерции сталкивающихся нуклонов. [13]

Возможно, что генерация мезонов интенсивно происходит не на Vio атмосферы, а на большем протяжении. Возможно, что первичные протоны при прохождении через атомное ядро выбивают из него по нескольку протонов и нейтронов, которые уже в дальнейшем генерируют мезоны. Вообще, наши сведения о процессах, происходящих в высших слоях атмосферы, настолько скудны, что они не исключают целого ряда мыслимых возможностей. [14]

Отсюда, однако, еще не следует, что в рассматриваемых условиях невозможно проявление неприменимости существующих представлений. Дело в том, что первичные протоны обладают уникальным по величине лоренц-фактором 1) 7 ( 1 - у2) 2 5 - 1010, на много порядков большим, чем в любых других экспериментах. Поэтому если бы существовали модели, в которых отклонение от обычной теории определяется относительной величиной 7 и некоторого безразмерного критического параметра, то можно было бы надеяться избежать противоречия с существующими экспериментами. [15]

Страницы: 1 2