25
ускорять, накапливать и сталкивать друг с другом мощные
пучки протонов. И хотя энергия протонов в каждом из
пучков не превышала 30,0 Гэв, при их столкновении
могут быть использованы все 60 Гэв энергии, поскольку
(в отличие от обычного ускорителя) здесь не
приходится затрачивать подавляющей части энергии на отдачу
неподвижного партнера столкновения.
Таким образом, взаимодействия частиц с энергией
выше чем 2- 1012 эв (иногда обозначают 1012 эв=1 Тэв)
можно наблюдать пока только с помощью космических
лучей. При этом тысячекратный диапозон более высоких
энергий (примерно до 2 •
1015 эв) уже изучался
непосредственно, а еще более далекий, примерно миллионнократ-
ный диапазон —
только косвенным образом, по
явлениям, происходящим при развитии широких атмосферных
ливней.
При воздействии космических лучей на вещество
атмосферы Земли осуществляется сложный комплекс
превращений частиц, обусловленных тремя принципиально
различными классами их взаимодействий: сильные,
электромагнитные и слабые.
Различные примеры электромагнитных процессов
(включая испускание черенковского свечения
заряженными частицами) были рассмотрены в предыдущем
разделе, о слабых взаимодействиях будет сказано в даль-
32
нейшем, здесь жы мы остановимся на сильных
взаимодействиях в космических лучах1.
Основной процесс сильного взаимодействия может
быть записан в виде реакции множественного рождения
частиц: N +А -+A' + kN' + l7i± + mj%°. Через Л/, N' здесь
обозначены нуклоны (протоны или нейтроны); А, А' —
атомные ядра, я± —
заряженные я-мезоны (или
пионы); я0 —
нейтральные пионы; k, I, m —
целые числа,
из которых I, m характеризуют так называмую
множественность рождения новых частиц —
пионов.
В отличие от опытов на ускорителях
экспериментаторы —
космики вынуждены иметь дело со сложными,
хотя и достаточно легкими ядрами, так как они
проводят, как правило, очень длительные опыты на
высокогорных станциях, где использование жидкого водорода
крайне затруднено. Лишь однажды в истории
исследований множественного рождения применялся жидкий
водород. Эту смелую попытку сделала группа
американского физика Л. Джонса в 1969—1970 гг. на
высокогорной станции Эко Лейк, но по некоторым причинам
полученные этой группой результаты оказались
ошибочными.