23
заряженных частиц, чтобы определять полное число
электронов в таких ливнях, получивших название широких
атмосферных ливней (сокращенно —
ШАЛ). Если
узнать, кроме того, усредненный по расстояниям от оси
ливня энергетический спектр электронов, а значит, и
среднюю их энергию (она составляет порядка 109 эв) и
ввести довольно хорошо известную поправку на энергию
остальных частиц ливня (фотоны, нейтрино, (л-мезоны),
можно от полного числа электронов в ливне перейти и к
оценке искомой энергии первичной частицы.
Установки для регистрации и разностороннего
исследования широких атмосферных ливней были созданы в
ряде стран —
СССР, США, Англии, Японии, Франции,
Польше и даже в далекой Австралии. Среди
полученных на них результатов хотелось бы отметить прежде
всего своеобразное поведение первичного
энергетического спектра в диапазоне энергий 1015—1017 эв. Как видно
из рис. 10, наклон спектра здесь претерпевает два
излома: сначала он становится более крутым, а затем., по-
видимому, восстанавливается до прежнего значения 1,7
(при изображении спектра в двойном логарифмическом
масштабе).
Как было отмечено впервые Г. Б. Христиансеном из
Московского университета, такое поведение спектра
может означать, что при энергиях порядка 1017зв исчерпы-
29
io* io* io* W W io1 Ю75 i<r
Е0эв
Рис. 10. Интегральный энергетический спектр
первичных частиц широких атмосферных ливней по данным
разных авторов. Для удобства анализа все ординаты
умножены на квадрат энергии.
ваются возможности внутригалактических процессов
ускорения и удержания частиц и вступают в игру
процессы больших масштабов —
метагалактические.
Не менее важен для теории происхождения
космических лучей и вопрос об энергетических возможностях
Метагалактики. Как было показано Г. Т. Зацепиным
(ФИАН, Москва), несмотря на исключительную
разреженность межгалактической среды, она оказывается
серьезной помехой для распространения в ней частиц (в
частности, протонов) с энергиями 3- 1019 эв и выше.
Интересно, что главным источником потерь энергии
являются при этом столкновения не с веществом, а с
излучением —
с квантами реликтового излучения,
заполняющего Вселенную.
Для экспериментального выяснения ситуации
понадобилось создать установки с площадью во много
квадратных километров. Одна из таких установок принадлежит