БЭС:
Большой
Советский
Энциклопедический
Словарь

Термины:

ПЕРЕНОСНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СЛОВА, вторичное (производное) значение слова.
ОТШЕЛЬНИЧЕСТВО, анахоретcтво, отказ из религ. побуждений от общения с людьми.
ОПЕРАТОРЫ в квантовой теории, математич. понятие.
ЛИМОННИК (Schizandra), род растений сем. схизандровых.
ОБРАТНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ, ретроградная конденсация.
НИТРОГЛИКОЛЬ, гликольдинитрат, O2NOCH2- CH2ONO2.
НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ судна, способность судна оставаться на плаву.
НАЧЁТ ДЕНЕЖНЫЙ, по сов. трудовому праву одна из форм возмещения имуществ ущерба.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОПТИКА, раздел оптики.
ПИРЕЙ (Peiraieus), город в Греции, на сев.-вост. берегу Саронического зал. Эгейского м..


Фирмы: адреса, телефоны и уставные фонды - справочник предприятий оао в экономике.

Большая Советская Энциклопедия - энциклопедический словарь:А-Б В-Г Д-Ж З-К К-Л М-Н О-П Р-С Т-Х Ц-Я

среды, в к-рой распространяются К. л. Совокупность сведений о модуляционных эффектах приводит большинство исследователей к выводу, что эффективные размеры области модуляции К. л. солнечным ветром составляют 2-5 а. е.
[3b434738-14.jpg]

Рис. 5. Одиннадцатилетний цикл солнечной активности, характеризуемой числом групп пятен W на Солнце (а), и относительных изменений интенсивности I космических лучей всех энергий , по данным наблюдений высокоширотной станции (б). По оси абсцисс отложены годы.

Происхождение и возраст галактических К. л. Осн. источником К. л. считаются взрывы сверхновых звёзд. При каждом таком взрыве происходит расширение с огромной скоростью оболочки звезды и возникают ударные волны в плазме, приводящие к ускорению заряженных частиц до энергий ~ 1015 эв и выше. Гл. экспериментальным доводом в пользу гипотезы происхождения К. л. от взрывов сверхновых явилось впервые прямое радиоастрономическое наблюдение частично поляризованного радиоизлучения от Крабовидной туманности (1957), возникшей в результате взрыва в 1054 сверхновой, сравнительно близкой к Солнечной системе. Свойства этого излучения таковы, что его следует приписать синхротронному излучению (магнитотормозному излучению) - излучению быстрых электронов в магнитных полях, "вмороженных" в потоки звёздной плазмы, выброшенной при взрыве этой сверхновой. Позднее удалось наблюдать магнитотормозное радиоизлучение и от других, более далёких туманностей, рождённых взрывами сверхновых. Дальнейшие наблюдения показали, что спектр магнитотормозного излучения электронов простирается до оптического, рентгеновского и даже ^-диапазонов, и это связано с очень высокими энергиями электронов (до ~ 1012 эв). Естественно, что наряду с электронами в расширяющихся оболочках сверхновых происходит интенсивное ускорение и тяжёлых заряженных частиц - протонов и ядер (однако вследствие своей большой массы они не испытывают заметных потерь энергии на излучение в магнитных полях). При этом чем тяжелее ядро, тем благоприятнее могут быть начальные условия ускорения (т. н. инжекция): тяжёлые ядра могут находиться в неполностью ионизованном состоянии и поэтому сравнительно слабо отклоняться в магнитных полях, что облегчает их "утечку" за пределы плотной оболочки звезды (в к-рой магнитное поле велико). Если учесть среднюю частоту взрывов сверхновых в Галактике вообще (1 раз в 30-50 лет) и полное энерговыделение в каждом взрыве (1051 - 1032 эрг, или 1063 - 1064 эв) и предположить, что ~1% этой энергии тратится на ускорение заряженных частиц, то можно объяснить как ср. плотность энергии К. л. (-1 эв/см3), так и отсутствие заметных колебаний потока К. л.

Методами радиоастрономии были зарегистрированы и ещё более мощные источники К. л. (точнее, их электронной компоненты), находящиеся далеко за пределами нашей Галактики. Такими источниками являются, в частности, интенсивно излучающие квазизвёздные объекты малой протяжённости - квазары, ядра нек-рых галактик, испытывающие резкое расширение взрывного типа, а также радиогалактики с характерными для них мощными выбросами вещества (сопровождающимися радиоизлучением в масштабе целых галактик).

Ускоренные в галактич. источниках тяжёлые заряженные частицы распространяются затем по сложным траекториям в межзвёздном пространстве, где на них действуют слабые [(3-6)10-6 гс] нерегулярные и неоднородные магнитные поля облаков межзвёздной плазмы. Заряженные частицы "запутываются" в этих магнитных полях (напряжённость к-рых значительно повышается в областях спиральных рукавов Галактик ;, одновременно с увеличением концентрации межзвёздной плазмы). При этом движение К. л. носит характер диффузии, при к-рой частицы с энергиями до 1017-1018 эв могут удерживаться в пределах нашей Галактики в течение десятков млн. лет. Диффузионное движение частиц К. л. обусловливает практически полную изотропию их потока. Лишь при более высоких энергиях радиусы кривизны траекторий частиц (особенно протонов) становятся сравнимыми с размерами галактик и происходит интенсивная "утечка" К. л. в метагалактич. пространство. Несмотря на высокую степень разреженности вещества, длительные странствия частиц в Метагалактике приводят к потерям энергии в новых процессах -фотоядерных реакциях на фоновом электромагнитном излучении (оно наз. реликтовым излучением), оставшемся от ранних стадий расширения некогда горячей Вселенной. Наличие этого процесса сильно снижает вероятность того, что наиболее энергичная часть спектра К. л. обусловлена метагалактич. компонентой.

Принципиально новые возможности экспериментального изучения источников наиболее энергичной части спектра К. л. (вплоть до энергий 1020-1021эв) открылись после обнаружения уникальных аст-рофизич. объектов - пульсаров. По совр. представлениям, пульсары - это небольшие (~ 10км в диаметре) нейтронные звёзды, возникшие в результате быстрого гравитац. сжатия (коллапса гравитационного) неустойчивых звёзд типа сверхновых. Гравитац. коллапс приводит к колоссальному увеличению плотности вещества звезды (до ядерной плотности и выше), магнитного поля (до 1013гс) и скорости вращения (до 103 оборотов в сек). Всё это создаёт благоприятные условия для ускорения тяжёлых заряженных частиц до исключительно высоких энергий ~ 1021 эв и электронов до энергий ~ 1012эв. И действительно, наблюдения показали, что наряду с радиоизлучением пульсары испускают (с тем же периодом) световое, рентгеновское, а иногда и гамма-излучение, к-рые можно объяснить только процессом магнитотормозного излучения очень быстрых электронов. Т. о., синхротронное излучение электронов К. л., обусловленное сильными магнитными полями, локализованными вблизи неустойчивых "горячих" объектов - источников К. л., позволяет решать проблему происхождения К. л. методами наблюдательной астрономии (радиоастрономии, рентгеновской астрономии, гамма-астрономии ).

Важную дополнит, информацию об источниках и возрасте К. л. дают исследования ядерного состава К. л. Из небольшого относит, содержания в К. л. ядер Be следует, что радиоактивный изотоп 10Ве (ср. время жизни к-рого ок. 2 млн. лет) успевает практически полностью распасться, откуда получается оценка верхнего предела возраста К. л. 20-50 млн. лет. Примерно того же порядка (10-30 млн. лет) оценки получаются из относительного содержания группы лёгких ядер (Li, Be, В) в целом, а также по ср. времени, к-рое требуется электронам К. л. для диффузного распространения от внутригалактич. источников до границ Галактики. Анализ состава сверхтяжёлой ядерной компоненты (Z > 70) даёт ср. возраст К. л. не более 10 млн. лет.

Ещё один способ проверки различных гипотез происхождения К. л.- измерение интенсивности К. л. в далёком прошлом, в частности в периоды известных вспышек ближайших сверхновых (напр., вспышки в 1054). Существуют два метода, с помощью к-рых можно было бы обнаружить эффекты возрастания интенсивности К. л. в прошлом не только в результате взрыва сравнительно недалёких от Солнечной системы сверхновых звёзд, но и в результате возможных гораздо более мощных взрывных процессов в ядре Галактики. Это радиоуглеродный метод, в к-ром по концентрации изотопа 14С в различных годичных кольцах очень старых деревьев определяют темп накопления в атмосфере 14С, образующегося в результате ядерных реакций под действием К. л., и метеоритный метод, основанный на изучении состава стабильных и радиоактивных изотопов метеоритного вещества, подвергавшегося длительному воздействию К. л. Эти методы свидетельствуют о том, что ср. интенсивность К. л. сравнительно мало отличалась от современной в течение десятков тысяч и миллиарда лет соответственно. Постоянство интенсивности К. л. в течение миллиарда лет делает маловероятной гипотезу о происхождении всех К. л. в процессе взрыва ядра нашей Галактики, к-рый считается ответственным за образование галактич. гало (пока не доказанного прямыми наблюдениями).

Взаимодействие К. л. с веществом. 1. Ядерно-активная компонента К- л. и множественная генерация частиц. При взаимодействии протонов и др. ядер первичных К. л. высокой энергии (~неск. Гэв и выше) с ядрами атомов земной атмосферы (гл. обр. азота и кислорода) происходит расщепление ядер и рождение неск. нестабильных элементарных частиц (т. н. множественные процессы), в основном [3b434738-15.jpg]-мезонов (пионов) - заряженных [3b434738-16.jpg] и нейтральных [3b434738-17.jpg] с временами жизни 2,5*10-8 сек и 0,8*10-16 сек соответственно. Со значительно меньшей вероятностью (в 5-10 раз) рождаются К-мезоны и с ещё меньшей - гипероны и практически мгновенно распадающиеся резонансы. На рис. 6 приведена фото-
[3b434738-18.jpg]

Рис. 6. Фотография множественного рождения частиц при взаимодействии тяжёлого ядра первичного космического излучения с одним из ядер фотоэмульсии; образовано (помимо нейтральных) свыше 300 заряженных частиц, главным образом пионов.

графия множеств, рождения частиц, зарегистрированного в ядерной фотоэмульсии; частицы вылетают из одной точки в виде узкого пучка. Ср. число вторичных частиц, образующихся в одном акте взаимодействия протона (или л-мезона) с лёгким ядром или одним нуклоном такого ядра, возрастает с ростом энергии [3b434738-19.jpg] сначала по степенному закону, близкому к [3b434738-20.jpg] (вплоть до[3b434738-21.jpg] ж 20 Гэв), а затем (в области энергий 2*1010-1013 эв) этот рост замедляется и лучше описывается логарифмич. зависимостью. В то же время косвенные данные по широким атм. ливням указывают на процессы значительно более высокой множественности при энергиях >= 1014 эв.

Угловая направленность потока рождённых частиц в широком интервале энергий первичных и рождённых частиц такова, что составляющая импульса, перпендикулярная направлению первичной частицы (т. н. поперечный импульс), составляет в среднем 300-400 Мэв/с, где с - скорость света в вакууме (при очень высоких энергиях [3b434738-22.jpg] частицы, когда энергией покоя частицы тс2 можно пренебречь по сравнению с её кинетич. энергией, импульс частицы[3b434738-23.jpg] поэтому в физике высоких энергий импульс обычно измеряют в единицах Мэв/с).

Первичные протоны при столкновении теряют в среднем ок. 50% начальной энергии (при этом они могут испытывать перезарядку, превращаясь в нейтроны).

Образующиеся при расщеплении ядер вторичные нуклоны (протоны и нейтроны) и рождённые в столкновениях заряженные пионы высокой энергии будут также (вместе с потерявшими часть энергии первичными протонами) участвовать в ядерных взаимодействиях и вызывать расщепление ядер атомов воздуха и множеств, образование пионов. Ср. пробег, на котором осуществляется одно ядерное взаимодействие, принято измерять удельной массой пройденного вещества; он составляет для первичных протонов ~90 г/см2 воздуха, т. е. ~9% всей толщи атмосферы. С ростом атомного веса вещества А ср. пробег постепенно возрастает (примерно как А '3), достигая ~ 160 г/см2для свинца. Рождение пионов происходит в основном на больших высотах (20-30 км), но продолжается в меньшей степени по всей толще атмосферы и даже на глубине нескольких м грунта.

Вылетающие при ядерных столкновениях нуклоны ядер и не успевшие распасться заряженные пионы высокой энергии образуют ядерно-активную компоненту вторичных К. л. Многократное повторение последовательных, каскадных взаимодействий нуклонов и заряженных пионов с ядрами атомов воздуха, сопровождающихся множественной генерацией новых частиц (пионов) в каждом акте взаимодействия, приводит к лавинообразному возрастанию числа вторичных ядерно-активных частиц и к быстрому уменьшению их ср. энергии. Когда энергия отд. частицы становится меньше 1 Гэв, рождение новых частиц практически прекращается и остаются (как правило) только процессы частичного (а иногда полного) расщепления атомного ядра с вылетом нуклонов сравнительно небольших энергий. Общий поток частиц ядерно-активной компоненты по мере дальнейшего проникновения в глубь атмосферы уменьшается (рис. 7, кривая 1), и на уровне моря (~1000 г/см2) остаётся менее 1% ядерно-активных частиц.
[3b434738-24.jpg]

Рис. 7. Поглощение космических лучей в атмосфере - зависимость интенсивности I космических лучей (для 500 с. ш.) от толщины t пройденного слоя: I -ядерно-активная компонента (протоны и а-ча-стицы); 2 - мягкая компо