Электронно-фотонные ливни

В результате взаимодействия адронов с нуклонами или ядрами происходит множественное рождение мезонов (если энергия столкновения достаточна), в т. ч. нейтральных пи-мезонов, Л Мезонов и др., распадающихся с испусканием фотонов практически в точке взаимодействия. Фотоны сравнительно быстро конвертируются н электрон-пози-тронную пару и дают начало электронно-фотонному ливню. Т. о., в результате взаимодействия наряду с мезонами (проникающая компонента) появляются электроны и фо- [c.566]

Кроме я°-мезонов, источниками электронно-фотонной компоненты являются тормозные Y-кванты, быстрые б-электроны (электроны, получившие при ионизации атома энергию, достаточную для вторичной ионизации) и лептонные продукты распада нестабильных мезонов. Каскадное размножение происходит бурно, так что средняя энергия частиц электронно-фотонного ливня быстро уменьшается. Ливень затухает, когда средняя энергия его частиц достигает критическою значения, равного для воздуха 72 Мэв, ниже которого ионизационные потери преобладают над радиационными (см. гл. 4). [c.285]

В электронно-ядерном ливне, генерированном первичной космич, частицей, часть её энергии передаётся нейтральным пи-мезонам тс°. Распадаясь, они дают начало электронно-фотонному каскаду. Заряж. пионы после распада образуют мюоны и нейтрино, к-рые достигают поверхности Земли. Ок. половины энергии сохраняется у адрона высокой энергии, к-рый порождает следующий электронно-ядерный ливень. Этот процесс повторяется многократно. В земной атмосфере укладывается до десятка пробегов ядерного взаимодействия (рис. 2). Совокупность электронно-фотонных каскадов, а также мюонов и др. частиц от всех последовательных взаимодействий и образует Ш. а. л. [c.462]

Электронно-фотонные каскадные ливни [c.971]

Было показано, что в состав обнаруженных ливней входят частицы, способные создавать как вторичные ливни такого же рода, так и электронно-фотонную компоненту (поэтому опи были названы электронно- [c.44]

Электрический заряд 186 Электромагнитное взаимодействие 134, 311 Электрон 130, 137 Электрон-позитронные пары 136 —фотонные ливни 136, 169 Электронные нейтрино (у ) и антинейтрино (Уе) 146 Эмульсионная камера 263 Эффективный радиус 43, 50, 51, 53 [c.387]

Средняя энергия первичных космических частиц около 10 эв, однако энергия отдельных частиц достигает значений 10 — 10 и даже 10 эв. Первичная космическая частица высокой и сверхвысокой энергии, попадая в атмосферу, дает начало большой серии взаимодействий и приводит к образованию большого числа вторичных частиц. Среди этих частиц наиболее многочисленными являются фотоны и электроны-позитроны. Это явление называется широким атмосферным ливнем. [c.73]

Мягкая компонента состоит в основном из электронов, позитронов и фотонов — частиц, которые быстро поглощаются из-за тормозного излучения и рождения электронных пар, из-за процессов, приводящих к образованию электромагнитных каскадных ливней. [c.287]

Рис. 2.6. Схема развития каскадного ливня из электронов, позитронов и фотонов

Электрон-позитронные нары 36—37 Электрон 10, 337—338, 346 Электронно-фотонные ливни 73 Электронные оболочки 31 Электронный захват 101 Элементарная частица 337 Эндоэнергетическая реакция 263 Энергия активации при делении 298, 305 [c.396]

Радиационное торможение высокоэнергетичных электронов является одной из причин возникновения электронно-фотонных ливней в космических лучах (см. 23, п. 3). [c.234]

Процесс образования электронно-позитронных пар, наряду с радиационным торможением электронов, является причиной возникновения электронно-фотонных ливней в космических лучах. Если Y-квант, возникающий в результате радиационного торможения электрона, имеет энергию Е- > 2ШеС , то он может образовать пару, электрон и позитрон которой снова создают у-кванты радиационного торможения и т. д. (рис. 90). Процесс нарастает лавинообразно до тех пор, пока не будет достигнута критическая энергия (см. 20). [c.252]

Электронно-фотонная лавина 552 Электронно-фотонные ливни 252 Электронные оболочки 188 Электронный захват 139 Эллиса — Вустера опыт 143 Эмульсионная камера 590 Эндоэнергетическая реакция 260—264 Энергетическая схема а-раопада 117 [c.720]

Описанный процесс носит название электронно-фотонной лавины или электронно-фотонного ливня, так как в каждом цикле число частиц в лавпне удваивается. Быстрое (лавинообразное) нарастание числа частиц, участвующих в процессе, приводит к тому, что первоначальная энергия первичной частицы быстро, распределяется между многими последовательно возникающими -фотонами i электронами лавины, в результате чего быстрая частица перестает существовать как таковая, т. е. поглощается. [c.109]

Релятивистские электроны (лозитроны) должны давать электронно-фотонные ливни, которые образуют разветвленные цепочки искр. [c.256]

В физике элементарных частиц одним из первых применений М.-К. м. было моделирование электронно-фотонных ливней. Успех метода в приложении к этой задаче определяется тем, что классич. описание процесса, хотя и не представляет принципиальных трудностей, практически бесполезно из-за чрезмерно большого числа переменных. Решение проблемы с помощью М.-К. м. сводится к после-доват. моделированию судьбы каждой частицы (гамма-кванта, электрона или позитрона), участвующей в процессе, и моделированию соответств. элементарного акта взаимодействия. При этом возникают параметры вторичных частиц, судьбу к-рых прослеживают аналогично, Имеется ряд прикладных программ, работающих по этому принципу, однако для сверхвысоких энергий ( 1 ТэВ) прослеживание всех частиц ливня требует нереально большого машинного времени. [c.212]

Рабочие жидкости. Наиб, широкое применение получили жидкие водород, дейтерий, гелий и смесь водорода с неоном (криогенные П. к.) пропан, фреоны, ксенон и их смеси (тяжелошидкостные П. к.). Для изучу ния взаимодействий с протонами применяется жидкий водород (рис. 2), с нейтронами — дейтерий. Для изучения процессов, сопровождающихся образованием электронно-фотонных ливней, удобны Хе, пропан и др. тяжёлые жидкости (рис. 3). Смесь водорода с Не — также хороший детектор у-квантов (см. Гамма-излучение). Нек-рые характеристики рабочих жидкостей даны в табл. [c.178]

Ряд особенностей Ш. а. л. может быть понят на основе теории электронно-фотонных ливней. Напр., поперечный размер электронной компоненты Ш, а. л. определяется ку-лоновским рассеянием электронов и, следовательно, его среднеквадратичный радиус = 0,9 го, где [c.462]

Детекторы этой группы основаны на полном поглощении каскадов, создаваемых регистрируемыми частицами в веществе детектора (их можно назвать детекторами полного поглощения). Они регистрируют либо суммарное черепковское излучение всех частиц электронно-фотонного ливня (черепковские счетчики полного поглощения), либо суммарную энергию, затраченную всеми частицами каскада на ионизацию (калориметры). В электромагнитных каскадах эта энергия практически равна энергии первичного электрона или фотона, в адронных каскадах на ионизацию расходуется основная часть энергии первичной частицы, но некоторая ее доля (до 20-30 %) идет па развал ядер и уносится образуемыми в распадах частиц нейтрино, а следовательно, калориметрами не регистрируется (как и выходящие за их пределы мюопы достаточно большой энергии). [c.60]

Электрический заряд 116 Электроп-фотонные ливни 109 Электронные нейтрино и антинейтрина 112, 113 Эмульсионная камера 163 Эффективной массы метод 280, 281 [c.335]

Возникновение электронно-фотонной компоненты связано с распадом я -мезонов В кулоновском поле ядер каждый у-фотон рождает электрон-позит-ронную пару (у->-е++е ). За счёт тормозного излучения этой пары вновь возникают у-фотоны, к-рые рождают, в свою очередь, электрон-позитронные пары. Повторение этого процесса приводит к лавинообразному размножению числа частиц до тех пор, пока при нек-рой "крит преобладающими не станут конкурирующие процессы потери энергии у-фотонами и электронами (позитронами). После этого происходит затухание каскада. Число частиц в максимуме каскада пропори, энергии первичной частицы. Каскады, образующиеся при КЛ с эВ, содержат 10 — 10 частиц они наз, широкими атмосферными ливнями (ШАЛ). С помощью ШАЛ проводится исследование КЛ в области сверхвысоких энергий. [c.473]

Процессы образования пионов. Пионы являются осн. продуктом сильного взаимодействия адронов при высоких энергиях. По этой причине пионы в значит, степени определяют состав космических лучей в предела.х земной атмосферы. Будучи осн. нродукта.ми ядерных взаимодействий частиц первичного космич. из.чучения (протонов и более тяжёлых ядер) с ядрами атомов воздуха, пионы входят в состав электронно-ядерных и широких атм. ливней. Распадаясь, л -мезоны создают проникающую компоненту космич. излучения — мюоны и нейтрино высоких энергий, а я -мезоны — электронно-фотонную компоненту. [c.584]

Источником Ш. а. л. являются электронно-ядерные ливни, порождаемые космич. протонами и более тяжёлыми ядрами с последующим развитием электронно-фотонного и вдерного каскадов в атмосфере. Углы вылета частиц в первом акте взаимодействия адрона, вызывающего Ш.а.л., малы бйЮ рад. Поэтому развитие каскада происходит по направлению движения первичной частицы и Ш.а.л. имеет осевую симметрию относительно этого направления (небольшие отклонения от осевой симметрии могут возникать под влиянием магн. поля Земли). Плотность частиц максимальна около оси и уменьшается с расстоянием. С расстоянием от оси меняется и состав частиц в ливне. Вблизи оси 98% всех частиц составляют электро- [c.462]

Используя модельные расчёты продольного развития ядерного каскада в атмосфере и измеренное число электронов N , можно оценить энергию первичной частицы, вызвавшей ливень. В случае чистого электронно-фотонного каскада это возможно. Однако в электронно-ядерном ливне существуют значит, колебания числа частиц (при фик-сир. энергии), вызванные флуктуациями глубины первого акта взаимодействия и доли энергии, передаваемой вторичным частицам. С учётом этих флуктуаций можно установить связь между и ср. энергией первичной частицы. Это позволило Г. Б. Христиансену с сотрудниками сделать вывод об изменении спектра первичного космич, излучения для энергий ( о 410 ГэВ. [c.463]

Изучение Ш. а. л. ведётся с помощью комплексных установок, включающих систему детекторов для регистрации электронов, по распределению к-рых определяют положение оси Ш. а. л., угла её наклона 9, числа частиц. Др. система детекторов служит для измерения адронной и мю-онной компонент, а также для регистрации черенковского -свечения атмосферы под воздействием Ш. а. л. (рис. 5). Измеряется не только число частиц разного сорта, но и их энергия и пространственное распределение. Электроны макс. энергии сосредоточены вблизи оси, где их ср. энергия ГэВ, а их ср. энергия по всему ливню 0,2 ГэВ. Поэтому полная энергия электронно-фотонной компоненты на уровне моря —0,2 ГэВ. Адроны высокой энергии 10 ГэВ) сосредоточены в стволе Ш. а. л. на расстоянии 1—2 м от оси. Их свойства изучают с помощью ионизационных калориметров, фотоэмульсионных и рентгеноэмульсионных камер. Число адронов с . > 1 ГэВ не превышает 1 % от числа электронов, а суммарная энергия примерно равна энергии электронно-фотонной компоненты ( ,,=0,15 ГэВ). Эта энергия обеспечивает непрерывную подпитку электронно-фотонного каскада. [c.463]

Таким образом, ливень космических частиц порожденный первичной ядерноактивной частицей весьма высокой энергии содержит генетически связанные ядерную и электронно-фотонную компоненты. Такой ливень называется обыкновенно широким атмосферным ливнем. Благодаря кулоновскому рассеянию электронов поперечные размеры ливня у поверхности Земли могут достигать нескольких сотен метров. Однако центральную часть ливня составляют ядерноактивные частицы высокой энергии, сохраняющие в основном направление первичной частицы. [c.285]

Однако постепенно накапливались указания на существование ливней иной природы. На некоторых снимках в камере Вильсона были видны ливни из сравнительно большого числа частиц, возникших в тонких пластинках. Вероятность, что в таких пластинках мог развиться каскадный электронно-фотонный ливепь, была мала, поэтому эти события были восприняты как указание на то, что существуют ливни взрывного типа, образующиеся в одном акте. [c.44]

Открытие электронпо-ядерных ливней позволило попять общую схему процессов, происходящих в космических лучах, и определяющую роль в них ядерных взаимодействий высоких энергий. Первичные частицы образуют в верхних слоях атмосферы электронно-ядерные ливни (при этом опи теряют в одном акте взаимодействия лишь часть своей энергии, сохраняя способность создавать последовательно еще некоторое количество таких Ливией). Заряженные тг-мезоны, рожденные в этих процессах, либо создают вторичные электронпо-ядерные ливни, участвуя в образовании каскада ядерных взаимодействий высоких энергий, либо распадаются, создавая мюоны, т. е. частицы жесткой компоненты, а также нейтрино, тг -мезоны, распадаясь, дают начало электронно-фотонным каскадам, образующим мягкую компоненту. Вблизи уровня моря ядерные каскады практически иссякают, а энергия и интенсивность электронно-фотонной компоненты значительно ослабевают. В то же время мюопы проникают в глубь земли (или воды) на много метров, а нейтрино проходят сквозь всю толщу земного шара, почти не поглощаясь. [c.45]

Наглядное представление о том, как выглядят электронно-ядерные ливни, дают фотографии, полученные с помощью управляемых камер Вильсона с помещенными внутри металлическими пластинами (рис. 2.15). В этих пластинах электроны и фотоны образуют каскадные ливни, а ядерно-взаимодействующие частицы могут создать вторичные электронноядерные ливни. [c.45]

Как показал Г. Т. Зацепин, ядерно-каскадный процесс объясняет также основные черты широких атмосферных ливней (которые ранее представляли себе как огромный электроно-фотонный каскад). Эти ливни заро- [c.45]

Для исследования снектров Y-квантов высокой энергии > 10 Мэе применяются С. с. полного поглощения. При энергиях Y-квантов, превышающих критнч. энергию для вещества сцинтиллятора, в кристалле образуются электроппо-фотонпые лавины (см. Ливни электронно-фотонные). Если взять кристалл [c.108]

При больших энергиях П. г.-л. ч. в. сопровождается образованием электронов и позитронов, к-рые, тормозясь в веществе, образуют у-кванты высокой энергии носледгше, в свою очередь, образуют пары и т. д. (см. Ливни электронно-фотонные). Этот каскадный процесс хорошо изучен в космических лучах. [c.232]

Если энергия первичной частицы превышает 101 эВ, то ядерный каскад, сопровождаемый разветвленными электрон-фотонными лавинами, образует так называемый широкий атмосферный ливень. Широкий атмосферный ливень содержит до 10 поколений последовательно возникающих частиц, общее количество которых может составлять несколько миллионов. По мере развития ливня он стаьювится все шире и шире, так что частицы, относящиеся к ливню, можно обнаружить на расстояниях примерно 0,3 км от его оси, В связи с этим широкий атмосферный ливень и получил свое название. Исследование широких атмосферных ливней позволяет определять энергию первичной частицы, вызвавшей ливень, среднюю множественность рождения частиц, поперечный импульс рожденных частиц и др. [c.136]

Идентификация электронов и фотонов основана на их специфич. взаимодействии с радиатором, сопровождающемся образованием ливня и быстрым поглощением энергии. Более тяжёлые частицы (мезоны, нуклоны и др.), взаимодействуя с радиатором, не образуют ливня и теряют лишь часть своей энергии на ионизац. потери и ядерные взаимодействия. Благодаря этому величина импульса на выходе Ч. с. при регистрации тяжёлых частиц значительно меньше, чем при регистрации электронов или у-квантов. [c.451]

Каскадная теория. Теоретнч. описание ливня состоит в нахождении числа электронов и фотонов с энергией на глубине t, т. е. ф-ций ( о, г, 9) и Г числа частиц от глубины, независимо от их угл. распределения, т. н. каскадную кривую. Эта кривая вычисляется путём решения кинетич. ур-ний [c.564]

Испускание электронами и позитронами фотонов и рождение фотонами пар е+е ведет к возникновению лавинного процесса — нарастания числа частиц за счет уменьшения их энергии в чередующихся последовательных актах тормозного излучения и рождения пар. Таким образом возникают каскадные ливни, обусловленные электромагнитными процессами и состоящие из электронов, позитронов и фотонов. Эти частицы составляют мягкую компоненту космических лучей. Приближеппо можно считать, что в среднем образование электроном или позитроном фотопа, [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...