36
(я*) и нейтральных (я0) мезонов, распад которых (по
схемам я* -*[i±+y и я°-*2у) дает начало мюонной и
фотонной компонентам космических лучей. Этот факт
можно разумным образом объяснить упомянутой выше
гипотезой Смородина о возбуждении падающего на ядро
быстрого протона до промежуточного, весьма короткожи-
вущего неустойчивого состояния с повышенной массой
(порядка 3,5 Гэв в энергетических единицах). В научной
литературе нередко обсуждаются также различные
варианты предложенной в 1970 г. известным теоретиком
Янгом в США модели так называемой предельной
фрагментации адронов. Модель исходит из того, что каждый
из «партнеров» сильного взаимодействия испытывает
независимое друг от друга возбуждение и последующий
распад 'независимо от полной энергии столкновения Е0
при единственном условии, что энергия Е0 уже
достаточно высока.
В опытах по угловому распределению мюонов можно
в принципе «почувствовать», какова природа тех
промежуточных частиц, которые являются, с одной стороны,
прямым «продуктом» сильного взаимодействия, а с
другой —
предками наблюдаемых мюонов. Действительно,
46
Рис. 16. «Ортодоксальная» 4-фермионная (а) и
новая, с участием W-бозона (б) модели слабого
взаимодействия частиц.
из опытов на ускорителях известно, что иногда в
сильных взаимодействиях рождаются не только я*-, но и К±-
мезоны, распад которых в 95% случаев ведет к
появлению мюона. В отличие от пионов (я*) каоны (/С*)
быстрее распадаются и реже (с меньшим сечением)
поглощаются за счет сильных взаимодействий с ядрами
атмосферы. Поэтому для каонов по мере роста угла с
вертикалью в снижение эффективной плотности
атмосферы будет сказываться не так сильно, как для пионов.
Поток образующихся мюонов будет еще слабей зависеть
от направления их движения (угла в), если они
рождаются непосредственно либо через промежуточную
частицу с исчезающе малым временем ж.изни.
Проведенные до последнего времени эксперименты
позволили- прийти к двум выводам полуколичественного
характера:
1. Относительный вклад каонов в генерацию мюонов
если и возрастает по сравнению с областью
ускорительных энергий, то не очень сильно (максимум в 2—3 раза).
2. Вклад прямой генерации (в том числе через корот-
коживущие частицы) вообще не доказан, хотя
имеющиеся указания позволяют говорить о вероятности такого
процесса ~2%.
Вопрос о прямой или почти прямой генерации мюонов
при очень высоких энергиях особенно интересен в связи
с новыми идеями в теоретической физике по поводу
возможности объединения теорий слабого и
электромагнитного взаимодействия частиц.