Measurements of absolute intensities of cosmic-ray muons in the vertical and greatly inclined directions at geomagnetic latitudes 16 °N

Summary

Absolute integral intensities of vertical cosmic-ray muons with minimum momentum in the range (0.35/2.7) GeV/c and of muons at large zenith angles in the range (75/89)ℴ have been measured by using a very-narrow-angle scintillation counter telescope. In this momentum range the vertical intensities are found to be consistently higher than the standard Eossi integral spectrum at geomagnetic latitude 50 °N, but (4/5)% lower than the best-fit integral intensities up to 1 GeV/c of Allkoferet al., this difference of the present intensities from those of Allkoferet al. being consistent with latitude variation of the muon spectrum. A comparison of the present results with some of the other absolute measurements at lower and higher geomagnetic latitudes is given to show the significant deviation of most of the previous measurements at lower latitudes from the present measurements. The absolute intensities in the inclined directions have been measured in the zenith-angle range (75 /89)ℴ by using the same apparatus. The measured intensities are somewhat lower than the previous measurements, but consistent with the theoretical zenithal distribution according to the calculation of Ashtonet al. The present results in agreement with that of Hickset al. tend to lie between two estimates made assuming kaon-to-pion ratio of 0 and 0.4. The near cosine-square zenithal distribution law up to the zenith angle 73° is found to be changed in the range (75/85)ℴ to a form with an exponent 1.86.

Riassunto

Per mezzo di un telescopico di contatori a scintillazione ad angolo molto stretto si sono misurate le intensità integrali assolute dei muoni dei raggi cosmici vertioali con un impulso minimo nell’intervallo di (0.35/2.7) GeV/e e di muoni a grandi angoli zenithali nell’intervallo di (75/89)ℴ. Si trova che in questo intervallo di impulsi le intensità verticali sono consistentemente maggiori dello spettro integrale di Rossi alia latitudine geomagnetica 50° N, ma (4/5)% minori delle intensità integrali di migliore approssimazione sino a 1 GeV/c di Allkoferet al.; e che questa diöerenza delle presenti intensità da quelle di Allkoferet al. è coerente con la variazione in latitudine dello spettro dei muoni. Si presenta un confronto dei presenti risultati con alcune delle altre misure assolute a latitudini geomagnetiche minori o maggiori per mostrare la significativa deviazione della maggior parte delle misure precedenti a latitudini inferiori dalle presenti misure. Per mezzo della stessa apparecehiatura si sono misurate le intensità assolute in direzioni inclinate nell’intervallo di angoli zenithali di (75/89)ℴ. Le intensità misurate sono alquanto inferiori alle precedenti misure ma coerenti con la distribuzione zenithale teorica secondo i calcoli di Ashtonet al. I presenti risultati in accordo con quello di Hickset al. tendono a collocarsi fra due stime fatte adottando un rapporto fra kaoni e pioni di 0 e 0.4. Si trova che la legge di distribuzione zenithale quasi secondo il quadrato del ooseno sino all’angolo zenitale di 73° si cambia nell’intervallo di (75/85)ℴ in una forma con un esponente di 1.86.

Резюме

Используя телескоп с цинтилляционных счетчиков с очень узк им углом, были измерен ы абсолютные интегра льные интенсивности космиче абсолютные интеграл ьные интенсивности к осмических мюонов в в ертикальном направл ении с минимальным им пульсом в области (0.35/2.7) Гэ В/с и интенсивнос мюонов в вертикально м направлении с миним альным импульсом в об ласти (0.35/2.7) ГэВ/с и интенс ивности мюонов при бо льших зенитных углах в области (75/89)°. Получено, что в этой области имп ульсов вертикальны импульсом в области (0.35/2.7) ГэВ/с и интенсивности мюонов при больших зе нитных углах в област и (75/89)°. Получено, что в это й области импульсов в ертикальные интенси вности оказываются п остоянно выше, чем ста ндартный интегральн ый спектр Росси при ге омагнитн при больших зенитных углах в области (75/89)°. Пол учено, что в этой облас ти импульсов вертика льные интенсивности оказываются постоян но выше, чем стандартн ый интегральный спек тр Росси при геомагни тной широте 50 °N, но на (4/5)% н иже, чем наилучшая под гонка интегральных и нтенсивностей вплот ь до 1 ГэВ/с, предложенн а в этой области импуль сов вертикальные инт енсивности оказываю тся постоянно выше, че м стандартный интегр альный спектр Росси п ри геомагнитной широ те 50 °N, но на (4/5)% ниже, чем на илучшая подгонка инт егральных интенсивн остей вплоть до 1 ГэВ/с, предложенная Аллкоф ером и др. Указанное от личие наших интенсив ностей от интенсивно стей Аллкофера и др. со гласуется с ши оказываются постоян но выше, чем стандартн ый интегральный спек тр Росси при геомагни тной широте 50 °N, но на (4/5)% н иже, чем наилучшая под гонка интегральных и нтенсивностей вплот ь до 1 ГэВ/с, предложенн ая Аллкофером и др. Ука занное отличие наших интенсивностей от ин тенсивностей Аллкоф ера и др. согласуется с широтным изменением мюонного спектра. Про водится сравнение по личенных результато в с данными други интегральный спектр Росси при геомагнитн ой широте 50 °N, но на (4/5)% ниж е, чем наилучшая подго нка интегральных инт енсивностей вплоть д о 1 ГэВ/с, предложенная Аллкофером и др. Указа нное отличие наших ин тенсивностей от инте нсивностей Аллкофер а и др. согласуется с ши ротным изменением мю онного спектра. Прово дится сравнение поли ченных результатов с данными других абсол ютных измерений при б олее низких и более вы соких геомагнитных ш иротах с целью показа ть значи но на (4/5)% ниже, чем наилуч шая подгонка интегра льных интенсивносте й вплоть до 1 ГэВ/с, пред ложенная Аллкофером и др. Указанное отличи е наших интенсивност ей от интенсивностей Аллкофера и др. соглас уется с широтным изме нением мюонного спек тра. Проводится сравн ение поличенных резу льтатов с данными дру гих абсолютных измер ений при более низких и более высоких геома гнитных широтах с цел ью показать значител ьное отклонение боль шинства предыдущих и змерений при более ни зких широтах от насто ящих измерений. Б интенсивностей впло ть до 1 ГэВ/с, предложен ная Аллкофером и др. Ук азанное отличие наши х интенсивностей от и нтенсивностей Аллко фера и др. согласуется с широтным изменение м мюонного спектра. Пр оводится сравнение п оличенных результат ов с данными других аб солютных измерений п ри более низких и боле е высоких геомагнитн ых широтах с целью пок азать значительное о тклонение большинст ва предыдущих измере ний при более низких ш иротах от настоящих и змерений. Были измере ны абсолютные интенс ивности в наклонных н аправлениях в област и зенитных углов (75/89)°, ис Аллкофером и др. Указа нное отличие наших ин тенсивностей от инте нсивностей Аллкофер а и др. согласуется с ши ротным изменением мю онного спектра. Прово дится сравнение поли ченных результатов с данными других абсол ютных измерений при б олее низких и более вы соких геомагнитных ш иротах с целью показа ть значительное откл онение большинства п редыдущих измерений при более низких широ тах от настоящих изме рений. Были измерены а бсолютные интенсивн ости в наклонных напр авлениях в области зе нитных углов (75/89)°, испол ьзуя ту же аппаратуру. Измеренные интенсив ности оказываются не сколько меньше, чем интенсивностей от ин тенсивностей Аллкоф ера и др. согласуется с широтным изменением мюонного спектра. Про водится сравнение по личенных результато в с данными других абс олютных измерений пр и более низких и более высоких геомагнитны х широтах с целью пока зать значительное от клонение большинств а предыдущих измерен ий при более низких ши ротах от настоящих из мерений. Были измерен ы абсолютные интенси вности в наклонных на правлениях в области зенитных углов (75/89)°, исп ользуя ту же аппарату ру. Измеренные интенс ивности оказываются несколько меньше, чем результаты предыдущ их измерений, но согла суются с теоретическ им зенитным распреде лением согласуется с широтн ым изменением мюонно го спектра. Проводитс я сравнение поличенн ых результатов с данн ыми других абсолютны х измерений при более низких и более высоки х геомагнитных широт ах с целью показать зн ачительное отклонен ие большинства преды дущих измерений при б олее низких широтах о т настоящих измерени й. Были измерены абсол ютные интенсивности в наклонных направле ниях в области зенитн ых углов (75/89)°, используя ту же аппаратуру. Изме ренные интенсивност и оказываются нескол ько меньше, чем резуль таты предыдущих изме рений, но согласуются с теоретическим зени тным распределением, в соответствии с вычи слением Астона и др. По лученные результаты согласуются с резуль татами Хикса и др Проводится сравнени е поличенных результ атов с данными других абсолютных измерени й при более низких и бо лее высоких геомагни тных широтах с целью п оказать значительно е отклонение большин ства предыдущих изме рений при более низки х широтах от настоящи х измерений. Были изме рены абсолютные инте нсивности в наклонны х направлениях в обла сти зенитных углов (75/89)°, используя ту же аппар атуру. Измеренные инт енсивности оказываю тся несколько меньше, чем результаты преды дущих измерений, но со гласуются с теоретич еским зенитным распр еделением, в соответс твии с вычислением Ас тона и др. Полученные р езультаты согласуют ся с результатами Хик са и др. и расположены м ежду двумя оценками, с деланными в предполо жении отношения каон ов к пионам 0 и 0.4. Получ данными других абсол ютных измерений при б олее низких и более вы соких геомагнитных ш иротах с целью показа ть значительное откл онение большинства п редыдущих измерений при более низких широ тах от настоящих изме рений. Были измерены а бсолютные интенсивн ости в наклонных напр авлениях в области зе нитных углов (75/89)°, испол ьзуя ту же аппаратуру. Измеренные интенсив ности оказываются не сколько меньше, чем ре зультаты предыдущих измерений, но согласу ются с теоретическим зенитным распределе нием, в соответствии с вычислением Астона и др. Полученные резуль таты согласуются с ре зультатами Хикса и др. и расположены между д вумя оценками, сделан ными в предположении отношения каонов к пи онам 0 и 0.4. Получается, чт о закон зенитного рас пределения, близкий к квадрату косинуса вп лоть до угла 73°, изменя ется в о и более высоких геома гнитных широтах с цел ью показать значител ьное отклонение боль шинства предыдущих и змерений при более ни зких широтах от насто ящих измерений. Были и змерены абсолютные и нтенсивности в накло нных направлениях в о бласти зенитных угло в (75/89)°, используя ту же ап паратуру. Измеренные интенсивности оказы ваются несколько мен ьше, чем результаты пр едыдущих измерений, н о согласуются с теоре тическим зенитным ра спределением, в соотв етствии с вычисление м Астона и др. Полученн ые результаты соглас уются с результатами Хикса и др. и расположе ны между двумя оценка ми, сделанными в предп оложении отношения к аонов к пионам 0 и 0.4. Полу чается, что закон зени тного распределения, близкий к квадрату ко синуса вплоть до угла 73°, изменяется в област и углов (75/85)° в выражение с показателем 1.86. значительное отклон ение большинства пре дыдущих измерений пр и более низких широта х от настоящих измере ний. Были измерены абс олютные интенсивнос ти в наклонных направ лениях в области зени тных углов (75/89)°, использ уя ту же аппаратуру. Из меренные интенсивно сти оказываются неск олько меньше, чем резу льтаты предыдущих из мерений, но согласуют ся с теоретическим зе нитным распределени ем, в соответствии с вы числением Астона и др. Полученные результа ты согласуются с резу льтатами Хикса и др. и р асположены между дву мя оценками, сделанны ми в предположении от ношения каонов к пион ам 0 и 0.4. Получается, что з акон зенитного распр еделения, близкий к кв адрату косинуса впло ть до угла 73°, изменяет ся в области углов (75/85)° в выражение с показате лем 1.86. измерений при более н изких широтах от наст оящих измерений. Были измерены абсолютные интенсивности в накл онных направлениях в области зенитных угл ов (75/89)°, используя ту же а ппаратуру. Измеренны е интенсивности оказ ываются несколько ме ньше, чем результаты п редыдущих измерений, но согласуются с теор етическим зенитным р аспределением, в соот ветствии с вычислени ем Астона и др. Получен ные результаты согла суются с результатам и Хикса и др. и располож ены между двумя оценк ами, сделанными в пред положении отношения каонов к пионам 0 и 0.4. Пол учается, что закон зен итного распределени я, близкий к квадрату к осинуса вплоть до угл а 73°, изменяется в обла сти углов (75/85)° в выражен ие с показателем 1.86. измерений. Были измер ены абсолютные интен сивности в наклонных направлениях в облас ти зенитных углов (75/89)°, и спользуя ту же аппара туру. Измеренные инте нсивности оказывают ся несколько меньше, ч ем результаты предыд ущих измерений, но сог ласуются с теоретиче ским зенитным распре делением, в соответст вии с вычислением Аст она и др. Полученные ре зультаты согласуютс я с результатами Хикс а и др. и расположены ме жду двумя оценками, сд еланными в предполож ении отношения каоно в к пионам 0 и 0.4. Получает ся, что закон зенитног о распределения, близ кий к квадрату косину са вплоть до угла 73°, из меняется в области уг лов (75/85)° в выражение с по казателем 1.86. наклонных направлен иях в области зенитны х углов (75/89)°, используя т у же аппаратуру. Измер енные интенсивности оказываются несколь ко меньше, чем результ аты предыдущих измер ений, но согласуются с теоретическим зенит ным распределением, в соответствии с вычис лением Астона и др. Пол ученные результаты с огласуются с результ атами Хикса и др. и расп оложены между двумя о ценками, сделанными в предположении отнош ения каонов к пионам 0 и 0.4. Получается, что зако н зенитного распреде ления, близкий к квадр ату косинуса вплоть д о угла 73°, изменяется в области углов (75/85)° в выр ажение с показателем 1.86. используя ту же аппар атуру. Измеренные инт енсивности оказываю тся несколько меньше, чем результаты преды дущих измерений, но со гласуются с теоретич еским зенитным распр еделением, в соответс твии с вычислением Ас тона и др. Полученные р езультаты согласуют ся с результатами Хик са и др. и расположены м ежду двумя оценками, с деланными в предполо жении отношения каон ов к пионам 0 и 0.4. Получае тся, что закон зенитно го распределения, бли зкий к квадрату косин уса вплоть до угла 73°, и зменяется в области у глов (75/85)° в выражение с п оказателем 1.86. оказываются несколь ко меньше, чем результ аты предыдущих измер ений, но согласуются с теоретическим зенит ным распределением, в соответствии с вычис лением Астона и др. Пол ученные результаты с огласуются с результ атами Хикса и др. и расп оложены между двумя о ценками, сделанными в предположении отнош ения каонов к пионам 0 и 0.4. Получается, что зако н зенитного распреде ления, близкий к квадр ату косинуса вплоть д о угла 73°, изменяется в области углов (75/85)° в выр ажение с показателем 1.86. предыдущих измерени й, но согласуются с тео ретическим зенитным распределением, в соо тветствии с вычислен ием Астона и др. Получе нные результаты согл асуются с результата ми Хикса и др. и располо жены между двумя оцен ками, сделанными в пре дположении отношени я каонов к пионам 0 и 0.4. По лучается, что закон зе нитного распределен ия, близкий к квадрату косинуса вплоть до уг ла 73°, изменяется в обл асти углов (75/85)° в выраже ние с показателем 1.86. зенитным распределе нием, в соответствии с вычислением Астона и др. Полученные резуль таты согласуются с ре зультатами Хикса и др. и расположены между д вумя оценками, сделан ными в предположении отношения каонов к пи онам 0 и 0.4. Получается, чт о закон зенитного рас пределения, близкий к квадрату косинуса вп лоть до угла 73°, изменя ется в области углов (75/85)° в выражение с показ ателем 1.86. вычислением Астона и др. Полученные резуль таты согласуются с ре зультатами Хикса и др. и расположены между д вумя оценками, сделан ными в предположении отношения каонов к пи онам 0 и 0.4. Получается, чт о закон зенитного рас пределения, близкий к квадрату косинуса вп лоть до угла 73°, изменя ется в области углов (75/85)° в выражение с показ ателем 1.86. согласуются с резуль татами Хикса и др. и рас положены между двумя оценками, сделанными в предположении отно шения каонов к пионам 0 и 0.4. Получается, что зак он зенитного распред еления, близкий к квад рату косинуса вплоть до угла 73°, изменяется в области углов (75/85)° в выр ажение с показателем 1.86. между двумя оценками, сделанными в предпол ожении отношения као нов к пионам 0 и 0.4. Получа ется, что закон зенитн ого распределения, бл изкий к квадрату коси нуса вплоть до угла 73°, изменяется в области углов (75/85)° в выражение с показателем 1.86. отношения каонов к пи онам 0 и 0.4. Получается, чт о закон зенитного рас пределения, близкий к квадрату косинуса вп лоть до угла 73°, изменя ется в области углов (75/85)° в выражение с показ ателем 1.86. зенитного распредел ения, близкий к квадра ту косинуса вплоть до угла 73°, изменяется в об ласти углов (75/85)° в выраж ение с показателем 1.86. вплоть до угла 73°, измен яется в области углов (75/85)° в выражение с показ ателем 1.86. выражение с показате лем 1.86.