Cosmic-ray muon spectra near 1000 GeV at large zenith angles

Summary

Measurements have been made of the cosmic-ray muon spectra at large zenith angles using an optical-spark-chamber magnetic spectrometer with a maximum detectable momentum estimated to be 830 GeV/c. Absolute values of energy spectra up to 200 GeV were obtained at 75°, 80° and 85° zenith angles; differential and integral energy spectra approaching 1000 GeV have been evaluated at a zenith angle of 80°. The results are in reasonable agreement with previous magnetic-spectrometer data, and with expected variations in energy and direction for muons arising chiefly from pion sources. No evidence was found for dominant kaon or « X-process » muon sources in the 1000 GeV region. There is also no evidence for any elongation of pion lifetime which would be expected if special relativity broke down at distances less than 10⁻¹⁶ cm.

Riassunto

Si sono misurati gli spettri dei muoni dei raggi cosmici a grandi angoli zenitali usando uno spettrometro magnetico con camera a scintilla ottica con un impulso massimo rivelabile calcolato di 830 GeV/c. Si sono ottenuti i valori assoluti degli spettri di energia fino a 200 GeV ad angoli zenitali di 75°, 80° e 85°; si sono calcolati gli spettri, integrale e differenziale, di energia in prossimità di 1000 GeV per un valore dell’angolo zenitale di 80°. Vi è un ragionevole accordo dei risultati con i dati precedenti, ricavati con lo spettrometro magnetico, e con le variazioni previste di energia e di direzione dei muoni derivanti principalmente da sorgenti pioniche. Nella regione dei 1000 GeV non si riscontrano prove di sorgenti di muoni da processo X o da dominanza di kaoni. Non si riscontra inoltre alcuna prova per un allungamento della vita del pione, come ci si dovrebbe attendere se la relatività speciale cadesse in difetto a distanze minori di 10⁻¹⁶ cm.

Реэюме

Были иэмерены мюонные спектры космических лучей при больщих эенитных углах, испольэуя магнитный спектрометр с оптической искровой камерой, причем, оценено, что максимальный детектируемый импульс составляет 830 ГзВ/с. Были получены абсолютные эначения знергетических спектров вплоть до 200 ГзВ при эенитных углах 75°, 80° и 85°; были оценены дифференциальные и интегральные знергетические спектры вблиэи 1000 ГзВ при эенитном угле 80°. Полученные реэультаты находятся в раэумном согласии с предыдушими данными на магнитном спектрометре и с предполагаемыми иэменениями в знергии и направлении для мюонов, воэникаюших, в основном, от пионных источников. Не обнаружено подтверждений для доминируюшего каона или мюонных источников иэ « X процесса » в области знергий 1000 ГзВ. Также не обнаружено какого-либо удлинения времени жиэни пиона, которое ожидалось бы, если специальная теория относительности нарущается на расстояниях, меньщих 10⁻¹⁶см.