Über die Produktion durchdringender Schauer in verschiedenen Höhenlagen und Materialien, insbesondere in Wasserstoff

Abstract

Zur Entscheidung zwischen den beiden derzeitigen Theorien über die Erzeugung von π-Mesonenschauern beim Zusammenstoß eines schnellen Nukleons mit einem Atomkern, nämlich der multiplen und der pluralen π-Mesonenerzeugung, wurde die Materialabhängigkeit der Produktion harter Schauer mit mindestens 3 geladenen Teilchen untersucht.Die Apparatur zur Messung der Schauerintensität bestand aus einer Anordnung von Bleischichten und Zählrohren, zwischen denen mindestens 8-fach-Koinzidenzen verlangt wurden. Von außen einfallende Schauer konnten durch über der Erzeugersubstanz befindliche Antikoinzidenz-Zählrohre ausgeschaltet werden.Messungen in verschiedener Höhe über dem Meeresspiegel ergaben einen exponentiellen Intensitätsanstieg mit einer Absorptionslänge (125 ± 5 g/cm2), die mit der für die Erzeugung von π-Mesonenschauern in Photoplatten gefundenen übereinstimmt und die Auslösung der gemessenen Ereignisse durch schnelle Nukleonen beweist. Zur selben Schlußfolgerung führen Absorptionsmessungen mit Bleischichten oberhalb der Antikoinzidenz-Zählrohre, die als Absorptionslänge die geometrische Kernstoßlänge (160 g/cm2) ergaben.An Hand der Ergebnisse von Photoplattenuntersuchungen ließ sich zeigen, daß die mittlere Multiplizität der registrierten Schauer 5—7 betrug, was einer Schauerenergie von 6—12 GeV entsprechen dürfte.Vergleichsmessungen zwischen Paraffin und Graphit ergaben bei Schichtdicken von 60 g/cm2 mit einem mittleren Fehler ± 2 % dieselbe Koinzidenzzahl pro Minute für beide Substanzen, während beim Ausfall des 15-proz. Wasserstoffanteils im Paraffin ein Unterschied von mindestens 10% zu erwarten wäre. Da sich zeigen ließ, daß andere Effekte als eine entsprechende Schauerproduktion zur Erklärung des offensichtlich vorhandenen Wasserstoffanteils kaum ausreichen und nach der Theorie der Einzelerzeugung von π-Me-sonen in Wasserstoff Schauer mit mehr als 3 Teilchen nicht auftreten können, wurde darin ein Beweis für die multiple π-Mesonenerzeugung erblickt.Zur selben Folgerung führt die Übereinstimmung der Schauererzeugung in Graphit, Aluminium und Eisen, aus der auf einen Erzeugungsquerschnitt je Nukleon geschlossen wurde, der kleiner als der geometrische Stoßquerschnitt ist.