§ 7.10   Законы сохранения в мире элементарных частиц

квантовые числа, которые также сохраняются, но уже не всегда. Для всех типов взаимодействия 

элементарных частиц выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса и 

электрического  заряда.  В  случае  сильного  взаимодействия  выполняются  так  же  законы 

сохранения изотопического спина, странности, чѐтности и очарования. 

 

§ 17.11

  

Космическое излучение 

Космическим  излучением  называется  поток  атомных  ядер  и  элементарных  частиц 

высоких  энергий,  в  основном  протонов,  идущих  практически  изотропно  со  всех  направлений 

космического  пространства  на  Землю,  и  образуемое  ими  в  земной  атмосфере  вторичное 

излучение,  в  котором  встречаются  практически  все  известные  в  настоящее  время 

элементарные частицы.  

Обладая  колоссальной  энергией  (в  среднем  около  10

10

  эВ),  частицы  космического 

излучений.  Поток  первичного  излучения  на  уровне  моря  составляет  в  среднем                          

175  частиц  /см

2

  с.  Интенсивность  и  состав  космического  излучения,  а  также  превращения, 

испытываемые им в атмосфере, довольно хорошо изучены. 

Космические  частицы,  в  первую  очередь  быстрые 

электроны, 

дали 

возможность 

экспериментального    исследования  электромагнитных 

процессов  при  энергиях,  превышающих  миллиарды 

электрон-вольт.  В  космическом  излучении  впервые 

обнаружены  многие  элементарные  частицы  (позитроны, 

пионы, мюоны, К-мезоны и гипероны). Исследование этого 

весьма  слабого  по  своей  интенсивности  излучения 

стимулировали 

развитие 

многих 

новых 

открытиям, 

существенно 

расширившим 

наши 

представления    о  природе  элементарных  частиц,  о 

звѐздах, в которых генерируются космические лучи. 

Излучение,  приходящее  непосредственно  из  космоса,  называют  первичным  космическим 

поток элементарных частиц высокой энергии, причем более 90% из них составляют протоны с 

энергией  примерно  10

9

—10

  эВ,  около  7%—α-частицы  и  лишь  небольшая  доля  (около  1%) 

приходится  на  ядра  более  тяжелых  элементов  (Z  >  20).  Считается,  что  ускорение  частиц  до 

столь  высоких  энергий  может  происходить  при  столкновении  с  движущимися  межзвездными 

магнитными  полями.  Частицы  с  уникально  большими  энергиями  Т  =10

20

  эВ  имеют 

10

  эВ  рождаются 

388 

 

эпизодически на Солнце. Частицы промежуточных энергий рождаются, по-видимому, в нашей 

Галактике при вспышках сверхновых звѐзд.  

Попадая в атмосферу, протоны первичного космического излучения вызывают образование 

вторичного  космического  излучения,  которое  в  основном  представляет  собой 

-  кванты  и 

электроны.  

-  кванты  в  электрическом  поле  ядер  атомов  атмосферного  воздуха  рождают  электрон-

позитронные  пары  (

e

e

).  Далее  электрон  и  позитрон,  сталкиваясь  с  новыми  ядрами, 

образуют  новые 

-  кванты  в  результате  «тормозного  излучения»: 

e

Ze

e

Ze

. 

Вторичные  - кванты вновь генерируют  e и  e  - пары и так далее. В результате число таких 

пар  и 

-  кванты  увеличивается  в  геометрической  прогрессии.  Возникает,  так  называемый, 

«ливень» частиц. Этот процесс прекращается, когда энергия отдельных  - квантов становится 

меньше 

2

2

1

e

m c

МэВ  (например, если первоначальный  - квант имеет энергию Т  10

14

 эВ, то 

«ливень» может достичь поверхности Земли: всего успевает образоваться порядка 10

6

 – 10

9

 пар 

жүктеу 0,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: