Sullo spettro di energia degli elettroni negli sciami estesi di raggi cosmici

Riassunto

Viene studiato a Catania, 40 m s.l.d.m., mediante contatori di G.M., lo spettro di energia degli elettroni negli sciami estesi dei raggi cosmici a due distanzed dal sistema che rivela gli sciami (d=0 ed=50 m) prendendo in considerazione successivamente sciami aventi nella parte centrale densità media Δ=72; 42; 25; 12,5; 6,25; 3,14 particelle/m². I risultati sperimentali mostrano che lo spettro di energia degli elettroni negli sciami può essere espresso dalla relazioneN=K(E+E _c)^−ε, doveN è il numero di elettroni con energia maggiore diE, E _c è l'energia critica in aria, ed ε è un esponente che dipende dalla densità media dello sciame e dalla distanza degli elettroni dall'asse dello sciame. I valori sperimentali di ε risultano inferiori ai valori che si ricavano dalla teoria a cascata elettrofotonica, cioè lo spettro sperimentale è più duro di quello previsto dalla teoria. Inoltre alla distanzad=50 m si trovano elettroni con energia troppo elevata per appartenere ad una cascata elettronica iniziata nell'alta atmosfera da un singolo elettrone. Per interpretare i risultati sperimentali viene abbandonata l'ipotesi della cascata puramente elettronica e viene ammesso che negli sciami estesi gli elettroni siano prodotti anche da parte di una componente meno assorbita degli elettroni in aria, la quale alimenta lo sciame e contribuisce allo sviluppo di esso.

Summary

The energy spectrum of extensive cosmic-ray showers has been studied at sea level by means of G.M. counters, at two distancesd (d=0 andd=50 m) from the core of the showers. Showers were successively selected having, near the core, average density Δ=72; 42; 25; 12,5; 6,25; 3,14 particles/m². The results show that the energy spectrum of the electrons in the showers can be expressed by the relationN=K(E+E _c)^−ε, whereN is the number of the electrons with energy greater thanE, E _c is the critical energy in air, and ε is an exponent which depends on Δ and on the distance of the electrons from the core. The experimental values of ε are lower than the ones predicted by the cascade theory; furthermore atd=50 m electrons have been found with energies too high to be explained on the basis of an electronic cascade initiated in the high atmosphere by a single electron. The disagreement can be eliminated if one supposes that in the extensive showers electrons are produced also by a component, say theN component, which is absorbed in air less than the electrons and contributes to the shower development throughout the atmosphere.