Zur Theorie der Luftschauer

Abstract

Nach der Theorie von BHABHA und HEITLER [3] sowie CARLSON und OPPENHEIMER [5] entsteht beim Eindringen eines genfigend energiereichen Elektrons oder Lichtquants in Materie eine ,,Kaskade" yon vielen Elektronen und Lichtquanten. Die wichtigste Erscheinung dieser Art in der Natur stellen die ,,ausgedehnten Luftschauer" dar, die von energiereicher kosmischer Strahlung in der Atmosph~ire erzeugt werden, und die durch Registrierung yon Koinzidenzen r~umlich getrennter Zfihlrohre, sowie durch WlLSON-Aufnahmen und durch Beobachtung HOYFMANI~scher StSBe in der Ionisationskammer nachweisbar und in zahlreichen Experimenten untersucht worden sind 1. Daneben werden kleine z.B. in Blei ausgelSste Kaskaden in der WILSON-Kammer beobachtet. Das Ziel der Kaskadentheorie, die yon LANDAU und RUMER [7] U.a. welter entwickelt wurde, war es zun~ichst, den Ablauf des eigent!ichen Kaskadenvorgangs zu beschreiben und insbesondere die Teilchenzahl und das Energiespektrum als. Funktionen der Eindringtiefe und der Energie des Prim~irteilchens zu berechnen. Zur quantitativen Deutung der Experimente ist dariiber hinaus die Kenntnis der r~iumlichen und Winkelverteilung der Kaskadenteilchen notwendig, die zuerst yon EULER und WERGELAND [6] berechnet wurde. Nach dieser Arbeit lassen" sich die VerMltnJsse im Schauer bereits in groBen Ztigen tibersehen; im einzelnen sind ihre Ergebnisse allerdings in quantitativer und zum Teil auch qualitativer Hinsicht verbesserungsbedfirftig wegen verschiedener. VernachlSossigungen (Benutzung einer zu groben Statistik, Annahme yon GauBfunktionen ftir die Verteilungsfunktionen, Vernachl~issigung des Einflusses der frtiheren Generationen yon Schauerteilchen), deren Einflug yon den Verfassern untersch~itzt wurde. Eine Methode zur Berechnung * Vgl. die vorlSmfigen Mitteilungen in Naturwissenschaften 30; 87 (1942) und HEISENBERG: Kosmische Strahlung, Bericht Nr. 3 (Berlin 1943). 1 Die Experimente werden bei sp~iterer Gelegenheit an Hand spezie!ler Rechnungen diskutiert weJ:den.-Wie ich beim Lesen der Korrektur erfuhr, wurden sehr ~hnliche Rechnungen kiirzlich yon H. W. LEwis [13] ver6ffentlicht.

Energy spectra of secondary electrons ejected by ions from foils

“…multiple scattering of electrons in the energy range of some hundreds of keV to some MeV, see for example [23]. In these cases it is assumed that the average electron path deviates only a few degrees (sin c~ ~c~) from the straight path after a large (>> 1) number of scattering events.…”

Multiple collisions: A group theory approach

“…The literature on atomic collisions is impressively large [1], although as noted by Bethe [2], only two methods are generally quoted for their rigor; the one developed by Moliere [3], restricted to small angle scattering, and the one due to Goudsmit and Saunderson [-4] which can be generalized to large angle scattering. In using these methods, most practioners [5][6][7] are hampered, however, by the necessity of having to perform different calculations of multiple scattering and adopt different approximations for every new choice of single scattering potential.…”

Μελέτη Των Κατανομών Δευτερογενών Σωματιδίων Σε Εκτεταμένους Ατμοσφαιρικούς Καταιγισμούς Που Προκαλούνται Από Κοσμικά Σωματίδια Υψηλών Ενεργειών

“…Από τη θεωρία της πολλαπλής σκέδασης*, η μέση τετραγωνική γωνία σκέδασης σε ένα απειροελάχιστο στρώμα πάχους dx [cm] δίνεται από τη σχέση Α ο αριθμός του Avogadro, Ζ και Α ο ατομικός και ο μαζικός αριθμός του σκεδαστή, m e η μάζα ηρεμίας του ηλεκτρονίου και r e η ακτίνα του ηλεκτρονίου. Αν το πάχος dx εκφράζεται σε μονάδες μήκους ακτινοβολίας Χ ο όπως το χρησιμοποίησαν οι Rossi και Greisen το 1941[11] * (Rossi and Greisen 1941, Molière 1948a, b, Snyder and Scott 1949,Scott 1950, 1951, Rossi 1952, Nigam et al 1959, Nishimura 1967, Tsai 1974 [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21] Η διαδικασία της πολλαπλής σκέδασης Coulomb των ηλεκτρονίων στη μελέτη του ηλεκτρομαγνητικού καταιγισμού επεκτείνει τη θεωρία σε τρεις διαστάσεις, η οποία τελικά αποδίδει τη λειτουργία της πλευρικής δομής, από την οποία μπορεί να ληφθεί η κατανομή πλευρικής πυκνότητας των σωματιδίων του καταιγισμού.Γενικότερα, υπάρχουν διαφορετικές επεξεργασίες της διαδικασίας σκέδασης από διάφορες επιστημονικές ομάδες. Μια λεπτομερής προσέγγιση έχει γίνει το 1953 από τον Molière[22].Συναρτήσεις πλευρικής κατανομής • ΗλεκτρόνιαΣτόχος τόσο των πειραματικών όσο και των θεωρητικών ερευνών είναι η ανίχνευση της πλευρικής ή ακτινικής πυκνότητας των διαφόρων ειδών σωματιδίων που παράγονται σε έναν εκτεταμένο ατμοσφαιρικό καταιγισμό (EAS).…”