Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 40. 3 november 1951 - Kosmisk strålning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 november 1951
917
Fig. 4. Kosmisk strålnings
intensitet vid jordytan vid
olika magnetiska latituder;
uppmätta värden
korrigerade för olikheter i luftens
absorptionsförmåga.
ningsintensiteten vid en viss latitud (fig. 3) först
stiger med höjden, dvs. med minskande
luftskikt mätt i m v.p., och når ett maximum vid ca
15 km höjd för att sedan avta. Kurvornas form
tycks antyda, att strålningskällan finns i
atmosfärens översta lager, men den kan inte vara
luften själv, eftersom man inte kunnat iaktta
någon sådan effekt på mindre höjd. För att
förklara strålningens intensitetsändringar med
höjden över jordytan måste man anta, att
åtminstone dess ursprungliga källa finns utanför
atmosfären.
Österrikaren Hess, som gjorde de första
noggranna mätningarna från ballong, hade redan
1912 kommit till denna slutsats. Det återstod nu
att bestämma strålningens natur. Man hade då
i första hand att välja mellan elektromagnetisk
vågrörelse och laddade partiklar. Millikan
anförde starka bevis för att kosmisk strålning är
vågrörelse med mycket mindre våglängd än
gamma-strålars. Om denna uppfattning var riktig, skulle
strålningen inte påverkas av jordens magnetfält.
Bestod strålningen däremot av laddade partiklar,
måste detta bli fallet, och dess intensitet borde
därför variera med latituden. De ankommande
partiklarnas banor måste nämligen bli krökta,
när de inte sammanföll med fältets kraftlinjer.
Holländaren Clay fann 1927, att den kosmiska
strålningens intensitet var något olika i Holland
och på Java. Detta resultat kunde först inte
bekräftas, men senare har man främst genom
amerikanarna Comptons och Turners observationer
på 1930-talet fått en klar uppfattning om
strålningsintensitetens variation vid jordytan med
platsen för mätningen (fig. 3). Härvid kunde
först och främst fastställas, att variationen
bestäms av den magnetiska och inte av den
geografiska latituden.
Detta resultat visar, att den strålning, som
träffar jordens atmosfär, består av laddade
partiklar. Genom att med strålningsteleskop mäta dess
intensitet i olika riktningar i en viss punkt på
jordytan kunde amerikanen T H Johnson 1937
visa, att flera partiklar kommer från väster än
från öster. Härav har man dragit slutsatsen, att
partiklarna i kosmisk strålning huvudsakligen
är positivt laddade.
Är det också dessa partiklar, som når jordytan?
Så kan inte vara fallet, ty om så vore, kan man
inte förklara, varför strålningsintensiteten på
stor höjd avtar med stigande avstånd från
jordytan (fig. 3). Detta förhållande synes blott kunna
förklaras genom antagandet, att från
världsrymden kommande primära partiklar åtminstone
i stor omfattning reagerar med atomer i luften,
varvid var och en ger upphov till ett antal
sekundära partiklar, som sedan fortsätter ned
genom atmosfären och delvis når jordytan. De
instrument, som används för att mäta
strålningsintensiteten, anger nämligen bara totalantalet
partiklar. Räknat från atmosfärens yttersta
gräns bör detta då först stiga, därför att
reaktioner mellan primärpartiklar och luftmolekyler
blir vanligare, när luftens täthet växer.
Primära partiklar
Fram till 1948 ansågs mest sannolikt, att den
primära kosmiska strålningen till största delen
bestod av protoner, men detta uteslöt inte
möjligheten, att den också innehöll andra partiklar,
såsom elektroner och neutroner. Då styrkan av
jordens magnetfält är känd, kan man beräkna
den minsta energi, som partiklarna måste ha för
att nå jorden vid olika magnetiska latituder. Vid
en viss sådan beror denna kritiska energi
givetvis också av partiklarnas infallsriktning. Det
finns en kon, som definierar de riktningar, ur
vilka en partikel med viss energi kan träffa
jordens atmosfär. Könens toppvinkel minskar med
partikelns energi och blir noll, när denna når det
kritiska värdet. För partiklar med viss energi
växer konvinkeln med den magnetiska latituden.
Man har beräknat, att partiklar med mindre
energi än ca 15 000 MeV inte kan träffa jordens
atmosfär vid den magnetiska ekvatorn. Kosmisk
strålning måste därför till en avsevärd del bestå
av partiklar med mer än denna energi, och
sådana med upp till 40 000 MeV torde inte vara
ovanliga. Det har gjorts iakttagelser, som tycks
visa, att det förekommer partiklar med den
sagolikt höga energin 1011 MeV. Protoner med denna
energi skulle ha praktiskt taget ljusets
hastighet och mycket hög relativistisk massa (vid 109
MeV skulle denna vara ungefär en miljon gånger
vilomassan).
Enligt fig. 3 tycks strålningsintensiteten stiga
med latituden från ekvator till pol, men om man
korrigerar för ändringarna i atmosfärens
absorptionsförmåga med latitud och årstid, finner man
att den stiger blott till en latitud på ca 45°
(fig. 4). Detta har ansetts visa, att partiklar med
mindre energi än ca 4 000 MeV inte når fram
till jorden. Detta förhållande har förklarats med
inverkan av solens magnetfält.
Latitudeffekten har emellertid bestämts genom
mätningar vid jordytan. Nyligen utförda
undersökningar på stor höjd visar, att strålningens
intensitet stiger med latituden även över 45°,
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
