ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рождение пар и тормозное излучение. Каскадные ливни из "Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 " В 1932 г. К. Андерсон (Калифорнийский технологический институт), исследуя космические лучи с помощью камеры Вильсона в магнитном поле, обнаружил следы частиц с положительным зарядом и массой, существенно меньшей массы протона — единственной известной в то время положительной частицы. Таких следов па 1300 снимках он нашел 15. Решающая фотография, позволившая сделать вполне определенный вывод о природе этих частиц, приведена на рис. 2.5. [c.27] Теоретически существование положительно заряженного партнера электрона следовало из разработанного П. Дираком релятивистского волнового уравнения электрона (1928 г.), оказавшегося симметричным относительно знака электрического заряда. Первоначально Дирак предполагал, что партнером электрона является протон другие частицы с положительным зарядом в то время были неизвестны. Однако затем, еше до открытия Андерсона, стало ясно, что этот партнер должен иметь ту же массу, что и электрон, и является антиэлектроном, который нри столкновении с электроном должен аннигилировать, превращаясь в два или более фотопа . [c.29] Так было введено понятие античастицы (Дирак, 1931 г.). Открытие позитрона имело фундаментальное значение оно блестяще подтвердило теорию Дирака, став первым наблюдением античастицы. В 1933 г. аннигиляция электрона и позитрона в два фотона впервые наблюдалась экспериментально. Подробнее об античастицах будет рассказано в 8.2. [c.29] За открытие позитрона Андерсону в 1936 г. была присуждена Нобелевская премия. [c.29] Из теории Дирака следовало, что наряду с аннигиляцией электрона и позитрона с образованием фотонов должен существовать и обратный процесс — рождение фотонами пары электрон-позитрон. [c.29] Впервые этот процесс наблюдали И. и Ф. Жолио-Кюри в 1933 г. с помощью камеры Вильсона в магнитном ноле. Рождение нар е+е фотонами с энергией Ни 2ше = 1,02 МэВ происходит в основном в кулоновском поле атомных ядер . [c.29] Вероятность рождения фотоном нары е+е в веществе с атомным номером пропорциональна. Опа одинакова для разных веществ, если толщину определять в радиационных единицах длины Хо. Для фотонов большой энергии вероятность пройти без поглощения в веществе нуть I = Хо составляет е . [c.30] Величины Хо для некоторых веществ приведены в табл. 2.1. [c.30] Фотон передает рождаемой паре почти всю свою энергию (ядро, в ноле которого все это произошло, вследствие своей большой массы получает ничтожную долю энергии фотона) и перестает существовать. [c.30] Теперь легко объяснить кривую Росси (рис. 2.4). Критическая энергия в свинце 7 МэВ, в воздухе 75 МэВ. Поэтому частицы с энергией Е Е Е , которые в воздухе уже не могут размножаться, создают в свинце каскадные ливни. [c.32] В процессе развития электромагнитного ливня его поперечные размеры растут вследствие многократного (кулоновского) рассеяния электронов в веществе. [c.32] Дальнейшие исследования показали, что основные процессы в космических лучах не сводятся к электромагнитным взаимодействиям. [c.32] Вернуться к основной статье