Космические лучи и физика частиц

Космические лучи и физика частиц [c.21]

Отдельно взятый счетчик позволяет лишь зарегистрировать факт прохождения частицы через счетчик. Для наблюдения за движением какой-либо одной частицы, для установления направления ее движения обычно используется система счетчиков, расположенных последовательно один за другим и соединенных по специальной радиотехнической схеме совпадений или антисовпадений . При прохождении быстрой заряженной частицы через два или несколько счетчиков, соединенных по схеме совпадений, счетчики срабатывают и частица регистрируется. Если же частица проходит только через один счетчик, а в другие не попадает, то система не срабатывает. Это позволяет зарегистрировать частицу, пролетающую только в определенном направлении. Совокупность счетчиков, соединенных по схеме совпадений, выполняет как бы роль телескопа (телескоп счетчиков) в физике космических лучей и в исследованиях по атомной и ядерной физике. [c.42]

Вторая часть посвящена прикладной ядерной физике. В эту часть вошли взаимодействие заряженных частиц и у-квантов высокой энергии с веществом, приборы ядерной физики, нейтронная физика, физика деления ядер, физические принципы технического использования явлений ядерной физики, а также космические лучи и связанные с ядерной физикой космологические вопросы. [c.6]

Начиная с 50-х годов основным источником экспериментальной информации о частицах стали опыты на ускорителях высоких энергий. Физика частиц отделилась от физики космических лучей и стала самостоятельным разделом науки. С тех пор и на все предвидимое будущее успехи экспериментальной физики частиц определяются прежде всего развитием ускорителей и соответствующих им детекторов, хотя некоторые из важнейших экспериментов были осуществлены (и осуществляются) без использования ускорителей. [c.48]

Проблема происхождения космических лучей, проблема рождения пар частиц в космических условиях и многие другие также находятся в тесной связи с проблемами ядерной физики. [c.15]

Открытие --мезонов (пионов). В послевоенные годы с новой силой возобновилось исследование элементарных частиц. В 1947 г. английский физик С. Пауэлл с сотрудниками на больших высотах над уровнем моря облучили космическими лучами ядерные фотопластинки, После проявления они обнаружили на пластинках треки заряженных мезонов с массой (200 300) /и,,. Дальнейшее более обстоятельное изучение показало, что треки принадлежат новым, неизвестным до сих пор частицам. Иа рисунке 24, а приведена схема движения н последовательного распада этой неизвестной (л ) частицы. При распаде этой частицы образуется мюон (р." ). Неизвестная частица была названа я -мезоном [c.75]

В 1947 г. английский физик Пауэлл с сотрудниками облучил на высокой горе космическими лучами ядерные фотопластинки и после проявления обнаружил на них, кроме следов протонов, также следы частиц с массой 200- -300/Пе, которые естественно было считать известными уже нам .-мезонами. Однако более подробное изучение зарегистрированных следов, проведенное описанными выше методами, показало, что на самом деле эти следы вызваны новыми неизвестными до сих пор частицами. [c.563]

В курсе рассматриваются общие положения ядерной физики, законы поведения стабильных ядер, явлений радиоактивного распада и взаимодействие излучения с веществом. Эти разделы представляют основной интерес для работников различных специальностей. Автор пытался изложить их так, чтобы студенты разных профилей подготовки могли самостоятельно выбрать нужный материал, опустив то, что имеет для них второстепенное значение. Разделы, посвященные физике элементарных частиц, реакторам и космическим лучам, имеют для студентов нефизической специальности в основном общеобразовательное значение, поэтому этот материал рассмотрен менее подробно и носит больше описательный характер. [c.4]

Искровая камера. В последние годы, после того как было предложено подавать на электроды импульсные напряжения, во многих лабораториях успешно разрабатываются новые виды искровых счетчиков, открывающие широкие возможности их при-мерения в качестве трекового прибора в физике элементарных частиц и космических лучей. Созданы управляемые искровые счетчики, работающие в режиме импульсного питания, разрядные камеры в различных модификациях, которые быстро входят в практику физического эксперимента. [c.167]

Использование При изучении космических лучей ракет и искусственных спутников привело к новым открытиям — обнаружению радиационных поясов Земли. Возможность исследовать первичные космическое излучение за пределами земной атмосферы и создало новые методы изучения галактического и межгалактического пространства. Таким образом, исследования космических лучей, перейдя из области геофизики в область ядерной физики и физики элементарных частиц, сейчас теснейшим образом объединяют изучение строения микромира с проблемами астрофизики. [c.280]

В связи с созданием ускорителей на энергии в десятки Гэв центр тяжести ядерного направления в физике космических лучей переместился в область сверхвысоких энергий, где продолжаются исследования ядерных взаимодействий, структуры нуклонов и других элементарных частиц. Кроме этого возникло самостоятельное направление — изучение космических лучей в геофизическом и астрофизическом аспектах. Предметом исследований здесь являются первичные космические лучи у Земли (химический состав, энергетический спектр, пространственное распределение) солнечные лучи (их генерация, движение к Земле и влияние на земную [c.280]

Огромный интерес, проявляемый физиками к проблеме космических лучей, связан с тем, что в потоке космических лучей мы встречаемся с частицами огромных энергий, измеряемых миллиардами и сотнями миллиардов вольт. [c.411]

История науки в этой области за последние десятилетия показывает, что здесь, рядом с результатами большого практического значения, получается огромное число принципиальных выводов, очень важных для дальнейшего роста других разделов физики, химии, астрономии, геологии и других наук, в том числе и философии. На путях развития учения о ядре и космических лучах открываются новые элементарные частицы вещества, становятся ясными новые физические законы, изменяются представления о Вселенной. Поэтому полная секретность работ в сказанных областях не может не принести резкого ущерба другим наукам. [c.450]

Монография посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям переходного излучения, возникающего при прохождении быстрых заряженных частиц через среды, имеющие границы раздела. Особое внимание уделено рентгеновскому переходному излучению (РПИ), образуемому как на одной границе раздела, так и в пластине или в стопке пластин. Изложены основы общей теории переходного излучения, приведены результаты экспериментальных исследований свойств РПИ и сравнение их с теорией. Описаны РПИ-детекторы частиц высоких энергий, используемые на современных ускорителях и в физике космических лучей. [c.4]

Современная ускорительная техника и экспериментальная физика частиц высоких энергий имеют дело с энергиями порядка сотен ГэВ, а в ближайшие годы будут осваиваться энергии порядка тысяч и, возможно, десятков тысяч ГэВ. Несколько раньше в этой области энергий были начаты эксперименты с космическими лучами. При таких энергиях традиционные методы регистрации и идентификации (опознавания) частиц (например, с помощью черенковских счетчиков или путем измерения ионизационных потерь в области релятивистских скоростей) становятся практически неприменимыми. Принципиально новые возможности [c.248]

Существование первых четырех фундаментальных частиц электрона, протона и нейтрона, из которых построены атомы, и частицы света фотона — было установлено в классических экспериментах по атомной и ядерной физике. Их открытие, завершившееся в 1932 г. обнаружением нейтрона, можно считать началом физики частиц. Дальнейшее ее развитие в течение приблизительно двух десятилетий неразрывно связано с исследованием космических лучей, позволившим сделать ряд открытий принципиального значения. Новый период в физике частиц начался с 50-х годов, когда экспериментальные исследования стали проводиться преимущественно с использованием ускорителей высокой энергии. [c.14]

Исследование космических лучей не только определило существенный этап в развитии физики частиц, но и до настоящего времени представляет интерес с точки зрения этой науки, поскольку позволяет получать некоторые сведения о процессах, происходящих нри энергиях, нока недостижимых для ускорителей. В то же время физики, работающие на ускорителях, обычно бывают недостаточно осведомлены об исследованиях в области космических лучей. Поэтому мы сочли целесообразным рассказать о них несколько подробнее, чем это принято в книгах по физике частиц. [c.21]

Около двадцати лет назад английский физик-теоретик Дирак опубликовал некоторые умозрительные выводы о возможности существования частицы, наделенной вместо электрического заряда зарядом магнитным, другими словами, изолированного магнитного полюса, монополя. Речь идет о частице, пи одним физиком никогда до сих пор пе виденной , но существование которой, по крайней мере теоретически, возможно. Наш интерес к этой частице оживился около двух лет назад, когда пришли первые сведения (неполные, отрывочные и в большой части ошибочные) об открытии тяжелых частиц в космических лучах, а именно, стало известно, что па фотографических пластинках, поднятых на большую высоту, наблюдались частицы с ионизационной способностью гораздо большей, чем у легких частиц и даже таких тяжелых частиц, как протоны и а-частицы. Вначале совместно с Теллером мы полагали, что эти частицы — пе тяжелые ядра, а монополи Дирака. [c.131]

Для определения знака электрического заряда, импульса и энергии частицы камера Вильсона помещается в магнитное поле, параллельное оси камеры. Впервые это было применено при ис-следоват1ях i-частиц и космических лучей советскими физиками П. Л. Капицей и Д. В. Скобельцыным в 1927 г. [c.48]

Благодаря постоянной чувствительности, большой амплитуде, стандар гной форме сигнала, высокой загрузочной способности, стабильности, высоким координатному п временному разрешениям, С. т. находят применение в комбинированных системах детекторов, используемых в экспериментальной ядерной физике и физике частиц высоких энергий, а также при исследовании космических лучей. [c.703]

В 1937 г. К. Андерсон и С. Неддермейер открыли в составе космических лучей 1-частицы ( л , с массой около 200 электронных масс, эти частицы были названы мю-мезонами. Сразу же была обнаружена нестабильность fi-частиц, время их жизни составляет 2,2-UF сек. Несколькими годами раньше (1933) было открыто явление превращения жесткого гамма-кванта в пару электрон—позитрон ( рождение пар ) и обратное явление превращения пары электрон—позитрон в жесткие гамма-кванты ( исчезновение пар ). В этих явлениях физика встретилась с новой очень важной проблемой— с проблемой взаимопревращаемости элементарных частиц. [c.12]

Пятидесятые годы были ознаменованы бурным развитием новых, весьма совершенных методов регистрации частиц — методов эмульсионной камеры и пузырьковой камеры. С их помощью сначала в составе космических лучей, а затем и в пучках частиц, выведенных из ускорителей, были обнаружены новые нестабильные частицы /С-мезоны с массой 966 Ше и гипероны с массой, превосходящей массу нуклона. Триумфом ядерной физики последних лет было обнаружение антипротона, антинейтрона и других античастиц проведение прямого опыта, доказывающего существование нейтрино изучение структуры нуклонов, обнаружение несохранения четности в слабых взаимодействиях и открытие эффекта Мёссбауэра. [c.24]

Примерно в это время физики обнаружили, что на Землю из космического пространства непрерывно падает поток частиц, обладающих огромной энергией (космические лучи). С их помощью были найдены экспериментальные доказательства существования мезонов. В 1936—1938 гг. К. Андерсон и С. Неддер-майер получили в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, необычные треки частиц. По искривлению треков они определили их массу. Она оказалась меньше, чем следовало из теоретических оценок, ss207m,. Частица была названа мюоном. Различие между теоретической и экспериментально полученной массами пока не вызывало беспокойства. Благодушно считалось, что с помощью известных к этому времени частиц — электрона, протона, нейтрона и мюона — можно построить вполне удовлетворительную картину строения материи на субатомном уровне. [c.185]

Число элементарных частиц резко возрастает. Увы, это было скорее желаемым, чем действительным. После окончания второй мировой войны в 1947 г. группой английских физиков под руководством С. Пауэлла в космических лучах была найдена еще одна элементарная частица, имеющая массу примерно 273 /и,. Выяснилось, что именно эти частицы, названные пионами или л-мезона-ми, являются переносчиками ядерного взаимодействия, а ранее предназначавшийся на эту роль мюон вообще не пршшмает в нем участия (мюоны — слабо взаимодействующие частицы). [c.185]

ГИЮ при известной массе. Но это еще не все. Камеру почти всегда помещают в сильное магнитное поле (это важнейшее усовершенствование принадлежит П. Л. Капице и Д. В. Скобельцыну, 1923), что дает возможность по кривизне трека определять с помощью формулы (Э.2) знак заряда и импульс частицы. Это позволяет определять (по счету капель и измерению кривизны) энергию и массу частицы даже в том случае, когда трек не умещается в камере, т. е. для энергий вплоть до сотен МэВ. С помощью камеры Вильсона в магнитном поле Д. В. Скобельцын в 1927 г. установил наличие в космических лучах заряженных частиц релятивистских энергий (по негнущимся трекам). С этих фундаментальных опытов датируется возникновение физики элементарных частиц высоких энергий. Большим достоинством камеры Вильсона является ее управляемость — свойство, присущее далеко не всем следовым регистраторам. Управляемость состоит в том, что камеру Вильсона могут приводить в действие другие детекторы. Например, перед камерой можно поставить счетчик Гейгера —Мюллера и сделать так, что камера будет срабатывать только тогда, когда через счетчик прошла частица. Возможность управления обусловлена тем, что возникшие при пролете частицы микрокапли живут и не растаскиваются отсасывающим полем достаточно долго, так что можно успеть произвести расширение. Свойство управляемости делает камеру Вильсона очень гибким прибором для регистрации редких событий, например, в космических лучах. Немалым преимуществом камеры Вильсона является ее относительная простота и дешевизна. Простейшую камеру можно изготовить в школьной лаборатории. [c.507]

С 30-х годов значение крупнейшего центра физической науки в Советском Союзе приобрел Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ), реорганизованный из Физико-технической лаборатории НТО ВСНХ и до 1951 г. возглавлявшийся акад. А. Ф. Иоффе — основателем одной из ведущих советских физических школ. В этом институте начинали свою научную деятельность многие известные ученые. В нем были выполнены фундаментальные работы в области ядерной физики изучение свойств и структуры атомных ядер, исследование ядерных реакций и космических лучей, открытие явления ядерной изомерии и пр. По инициативе и при участии его сотрудников были организованы физико-технические институты в Харькове (1930 г.), Свердловске (1932 г.) и других городах под непосредственным руководством И. В. Курчатова в 1937 г. в Ленинградском радиевом институте был введен в действие первый на Европейском континенте электромагнитный резонансный ускоритель заряженных частиц—циклотрон (рис. 41) на [c.150]

Вторым крупным исследовательским центром стал Московский физический институт имени П. Н. Лебедева, преобразованный в 1934г. из Физической лаборатории Академии наук СССР. В его отделах и лабораториях велись исследования рентгеновских лучей и космической радиации, выполнялись работы по физике нейтронов, разрабатывалась теория ускорения атомных частиц и т. д. В нем же в 1934 г. П. А. Черенковым в ходе изучения явлений люминесценции растворов солей урана под действием гамма-лучей был открыт эффект свечения веществ при прохождении быстрых заряженных частиц, использованный затем в приборах для точного измерения скорости и направления полета электронов, протонов, мезонов и гамма-квантов высоких энергий [c.151]

Естественным источником частиц высоких энергий являются космические лучи. Не случайно поэтому, что до начала 50-х годов развитие физики элементарных частиц было тесно связано с изучением процессов в космических лучах. Однако интенсивность потока их сравнительно мала, и поэтому интересующие исследователей события крайне редки. Кроме того, космические частицы неуправ- [c.233]

В 1947 г. английский физик Пауэлл, изучая фотоэмульсионные пластинки, облученные на горах космическими лучами, обнаружил следы от частиц с массой 300 т . Эти частицы были названы я-мезонами, или пионами. Последующие опыты показали, что существуют я-мезоны с электрическим зарядом ( + ), (—) и (0). Положительный и отрицательный я-мезоны нужно рассматривать [c.239]

Могцный резонансный ускоритель предназначен для исследования атомного ядра путем бомбардировки его потоком легких частиц — электронов с энергией движения до миллиарда электронвольт, т.е. энергией порядка космических лучей. Могцный резонансный ускоритель позволит получать искусственным путем мезоны (частицы с массой, промежуточной между электронами и протонами), которые, по предположению наших ученых-физиков, способны вызывать расщепление ядер. [c.283]

С 1973 г. экспериментальным исследованием РПИ начинают заниматься еще несколько групп физиков в США и в Европе. Группа Йодха (США, Англия) [73.13, 73.34, 75.3] исследовала возможности РПИ с точки зрения идентификации частиц со значениями 7 10 и использовала РПИ-детектор в экспериментах с космическими лучами. Мюллер с сотрудниками (США) [74.2, [c.18]

Вскоре после открытия тг-мезопов, которое, как тогда многим казалось, решило вопрос о составе космических лучей, в том же 1947 г. английские физики Дж. Рочестер и К. Батлер обнаружили с помощью камеры Вильсона частицы нового типа. На одной из полученных ими фотографий (рис. 2.14) видны две заряженные частицы, исходящие из одной [c.41]

Определив общее число частиц широкого атмосферного ливня (но покрываемой площади и по числу частиц на ее единицу) и среднюю энергию частиц (обычно несколько ГэВ), можно оценить энергию вызвавшей его первичной частицы. Она достигает в отдельных случаях величины .0 эВ. Для сравнения укажем, что наибольшая энергия, которая будет достигнута в начале XXI в. с помощью сверхускорителя LH , составит 1,4 10 эВ. Таким образом, исследование ядерных процессов при сверхвысоких энергиях ( 10 эВ) остается задачей физики космических лучей, ее ядерно-физического направления [c.46]

Ферми (Fermi) Энрико (1901-1954) — выдающийся итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики. Окончил Пизанский университет и Высшую нормальную школу (1922 г.). Работал в Геттингенском и Лейденском университетах, преподавал в Римском и Флорентийском университетах. В 1938 г. эмигрировал в США, где в 1942 г. в Металлургической лаборатории Чикагского университета построил первый ядерный реактор и осуществил управляемую цепную ядерную реакцию. Научные работы в области атомной и ядериой физики, статистической механики, физики космических лучей, физики высоких энергий, астрофизики, технической физики, разработал статистику частиц с полуцелым спином (статистика Ферми — Дирака), создал модель атома (модель Томаса — Ферми), открыл искусственную радиоактивность (1934 г.), обусловленную нейтронами, эффекты замедления нейтронов (Нобелевская премия, 1938 г.). Впервые (1941 г.) зарегистрировал нейтроны при спонтанном делении. Член многих академий наук и научных обществ. [c.267]

Позже две группы физиков (группы Андерсона и Стефенсона), изучавших космические лучи, обнаружили на своих пластинках фотографии частиц, обладавших массой примерно в 200 раз больше электронной. Они решили, что это частицы Юкавы однако впоследствии удалось установить, что это не так и что новооткрытые частицы пе имеют с теми ничего общего. Первое ясное указание па то, что новые частицы не являются частицами Юкавы, было получено в специально поставленных опытах. Результаты этих опытов можно обобщить следующим образом и положительный и отрицательный мезоны останавливаются в блоке вещества. Если это положительный мезон, то оп не может попасть внутрь ядра, особенно если оп неподвижный, вследствие электрического отталкивания и остается практически в свободном состоянии, а затем по прошествии времени порядка миллионной доли секунды распадается, выделяя электрон, как это видно на рис. 7 и 8. Если мезон отрицательный, то оп притягивается ядрами атомов, среди которых он остановился, и очень скоро проникает в одно из них. Если бы этот мезон [c.14]

Следует отметить, что еще до создания первой атомной бомбы, в 1948 году была поставлена задача проведения исследований по вопросу возможности создания эффективных средств противодействия атомному оружию. С таким предложением выступил руководитель Института химической физики АН СССР H.H. Семенов. Смысл предложения состоял в изучении воздействия на делящиеся материалы потоков высокоэнергетических частиц (нейтронов, протонов, дейтронов), а также их прохождения через внешние слои атомной бомбы и атмосферу. Предложение предполагало также создание специальных ускорителей, которые позволяли бы получать частицы с энергиями свыше 100 МэВ. Первый этап экспериментальных работ предполагалось проводить на существовавших в то время установках, а также используя естественный фон космических лучей. В августе 1948 года было принято постановление Совета Министров СССР, которое обязывало Институт химической физики. Физический институт АН СССР, Лабораторию №2 и Физико-технический институт АН УССР провести необходимые научно-исследовательские работы по этой проблеме в 1948-1949 годах. Этот проект явился прообразом дальнейших разработок средств противодействия ядерному оружию. [c.73]

На начальном этапе развития физики элементарных частиц, когда еще не было ускорителей, все сведения о свойствах элементарных частиц получали в процессе исследования космических лучей. В результате их исследований были впервые открыты позитрон ( 100), мюоны ( 104), тс-мезоны ( ПО), АГ-мезоны ( 114), Л-гиперон ( 115), а мйогие другие частицы (например, л°-мезон и антипротон), первоначально открытые на ускорителе, были впоследствии обнаружены и в составе космических лучей. В настоящее время первенствующая роль в изучении свойств элементарных частиц перешла к ускорителям, однако космические лучи до сих пор являются единственным источником частиц сверхвысоких (до 10 ° эВ) энергий. Ниже будет дано очень краткое описание свойств космических лучей. [c.135]

В яд. физике Я. ф, э, обычно используют в виде слоёв, наклеенных на стеклянные подложки. При исследовании ч-ц высоких энергий (на ускорителях или в космических лучах) эмульсионные слои иногда снимают с подложки и укладывают в большие-стопки в неск. сотен слоёв. Объём стопок доходит до десятков л—образуется практически сплошная фоточувствит. масса. После экспозиции отд. слои наклеивают на стеклянные подложки и обрабатывают. Положение слоёв маркируют, благодаря чему траекторию частиц прослеживают по всей стопке, переходя от слоя к слою. [c.911]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...