Electromagnetic interactions of cosmic-ray muons in iron

Summary

We investigated the electromagnetic interactions of 2.5·10⁴ cosmic-ray muons in a calorimeter consisting of optical spark chambers and iron plates. The muon energy was ranging from 2 GeV to 800 GeV and the transferred energy from 0.05 GeV to 5 GeV. The experimental results are consistent with calculations for the electron pair production and the knock-on process by muon scattering on iron atoms. No difference in cross-sections of negative and positive muons could be found. The probability of a muon emerging from an iron target to be accompanied by at least one electron was measured as a function of muon energy.

Riassunto

Si sono studiate le interazioni elettromagnetiche di 2.5·10⁴ muoni di raggi cosmici in un calorimetro che consiste di camere di scintillazione ottica e di piatti di ferro. L'energia muonica variava da 2 a 800 GeV e l'energia trasferita variava da 0.05 a 5 GeV. I risultati sperimentali sono coerenti con calcoli per la produzione di elettroni a paia e per processi di detonazione mediante scattering di muoni o atomi di ferro. Non si è trovata nessuna differenza nelle sezioni d'urto di muoni negativi e positivi. La probabilità di un muone uscente da un bersaglio di ferro di essere accompagnato da almeno un elettrone è stata misurata in funzione dell'energia muonica.

Резюме

Мы исследуем электромагнитные взаимодействия 2.5·10⁴ космических мюонов в калориметре, состоящем из оптических искровых камер и железных пластин. Мюоны имеют, энергию в области от 2 ГэВ до 800 ГэВ и переданная энергия находится в области от 0.05 ГэВ до 5 ГэВ. Экспериментальные результаты согласуются с вычисленияму для рождения электронных пар и для процессов выбивания частиц при рассеянии мюонов на атомах железа. Не было обнаружено различия между поперечными сечениями для отрицательных и положительных мюонов. Измеряется вероятность вылета мюона из железной мишени в сопровождении, по крайней мере, одного электрона, как функция энергии мюона.