Техника - молодёжи 1950-04, страница 5

верг результатов Джонсона, и они, казалось, самым решительным образом противостояли всем предположениям о протонной природе космического излучения.

Но эти предположения наталкивались еще на одну фундаментальную трудность. В верхних слоях атмосферы реально наблюдалось большое количество электронов и сопутствующих им фотонов. Это был неопровержимый факт. Оставалось совершенно неясным, каким образом могла возникнуть эта, преобладающая в верхних слоях атмосферы, так называемая «мягкая» составляющая космического излучения.

Шайн пытался объяснить это таким образом: первичные атомы будто бы рождают мезоны, а эти последние, >в свою очередь, распадаются, рождая электроны.

Неубедительность этого предположения была доказана, и картина космического излучения оставалась неясной.

Теперь перейдем к ее раскрытию, которому было посвящено начатое два-три года назад профессором С. Н. Верно-'Вым, в больших масштабах задуманное и широким фронтом осуществленное, изучение космических лучей в стратосфере. Результаты успешно проведенных исследований окончательно решили вопрос о природе первичного излучения.

Основным методом, который применил в этих исследованиях С. Н. Вернов, явилось наблюдение космических лучей с помощью автоматических приборов, передающих по радио свои сигналы из стратосферы. Техника этих исследований была доведена до высокой степени совершенства.

С. Н. Вернову, начавшему эти свои исследования почти двадцать лет назад, принадлежит приоритет в изобретении зтого метода наблюдения космических лучей. Позже им стали широко пользоваться также и в Америке.

Первые же эксперименты, посвященные исследованию эффекта, вызываемого каскадным размножением электронов, заставили решительным образом исключить предположение о том, что первичное излучение состоит из электронов. Эти простые и изящные эксперименты не оставляли места ни для каких двойственных истолкований наблюдаемых явлений.

Вот как были задуманы эти опыты.

Надо было заставить электроны высоких энергий пройти через слои свинца и проследить характер размножения, который они при этом испытают. В данном случае тонкий слой свинца равнозначен по своему действию огромной толще атмосферы, в которой вещество находится в сравнительно разреженном состоянии. Таким образом, в приборе экспериментатора в миниатюре воспроизводятся все те явления, которые в огромных масштабах происходят во всей толще воздушного слоя, окружающего нашу Землю. Все это было бы очень просто, если бы речь шла об исследованиях, «ведущихся в лаборатории. Но эти эксперименты нужно было провести на очень больших высотах, на таких высотах, где бы электроны высокой энергии (если это именно они приходят из мирового пространства) не успели бы еще подвергнуться каскадному размножению. Это условие могло бы быть соблюдено только на высоте 25—27 километров над уровнем моря. Именно на эту высоту нужно было поднять приборы при помощи шаров-зондов.

Нужно хотя бы кратко пояснить, каким образом была устроена эта «стратосферная лаборатория».

Частицы космического излучения регистрировались крохотными счетчиками частиц. Каждый подобный счетчик представляет собой маленькую тонкостенную металлическую трубку, наполненную каким-либо газом. Внутри трубки натянута тонкая нить, которая изолирована от самой трубки, а один из концов присоединен к положительному иолюсу батареи (трубка соединена с отрицательным полюсом). Таким образом между стенкой счетчика и нитью возникает электрическое напряжение. Когда в счетчик попадает заряженная частица, она ионизирует наполняющий его газ; выбитые из атомов газа электроны устремляются к положительному заряду, то-есть к нити. Между нитью и стенкой счетчика существует высокое напряжение; оно подгоняет каждый электрон, который сам, в свою очередь, ионизирует газ. В результате поток электронов, представляющий собой не что нное, как электрический ток, мгновенно усиливается, а вскоре гаснет. Эта вспышка, или разряд, и является сигналом, которым счетчик отмечает прохождение сквозь него быстрой частицы. Возникший в счетчике толчок электрического тока соответствующим образом улавливается. усиливается и через радиопередатчик передается на Землю, где

d.

С помощью «телескопа» советские физики установили, что первичные космические частицы двигаются в стратосфере. в районе экватора преимущественно' с запада на восток. Та» ким образом было доказано, что первичными частицами являются протоны.

он регистрируется особым приемным устройством, записывающим каждый такой ^сигнал на фотопленке.

В опытах профессора Вернова счетчик частиц специальным механизмом вводился внутрь полой свинцовой сферы. После того как в этом положении насчитывалось определенное число импульсов, тот же механизм (которым управлял сам счетчик) выдвигал прибор обратно из-сферы, и производился счет частиц, ие профильтрованных через⁴ свинец

Проходя через свинец, электроны неизбежно должны под-иергнуться каскадному размножению. Таким образом, есди в составе излучения, падающего на прибор, имеются электроны, то за одно и то же время счетчик внутри свинцовой сферы произведет в несколько раз больше отсчетов, чем тогда, когда он находится вне этой сферы* Брльше того, пользуясь этими приборами, можно было найти способы су-цить об энергии частиц, составляющих космический поток.-Эти опыты показали присутствие в стратосфере в большом количестве электронов, но энергия их оказалась примерно в десять раз меньшей, чем наименьшая "энергия первичных космических электронов, если бы они действительно преодолели барьер земного магнитного поля. Эти электроны не могли быть первичными космическими Частицами, они-' не могли прийти из космического пространства, следовательно, они возникли уже в сам*>н. атмосфере Земли...

Таким образом, был сделан первый шаг к окончательному выяснению состава первичного космическое го излучения. Пока что полученное утверждение носило отрицательный характер: электроны, наблюдаемые на больших -высотах, 'не были первичными космическими частицами. Оставалось выяснить — какие частицы* ими были

Предположение о том, что этими частиками являются рротоны, наталкивалось лишь на противоречие с упомянутыми ранее опытами' "Джонсона.

Для выяснения этого вопроса и для получения новых данных о частицах более высоких энергий, чем те, с которыми ври^одится иметь дело в наших широтах (хотя, бы даже и в стратосфере), была ,органйзована экспедиция к экватору. На этот раз предстояло поставить гораздо более сложные эксперименты.' Они были осуществлены -группой С. Н. Вернова (Григоровым, Соколовым и др.), при