Measurement of the Li abundance in cosmic rays

Summary

Abundances of the light elements in cosmic rays were measured with a balloon-borne telescope containing four Ĉerenkov counters and a neon flash tube hodoscope. In order to extract Li events from the surrounding background of proton and He interactions in the instrument, an event was rejected if the hodoscope indicated the presence of more than one particle near the top of the instrument. The selection strategy led to essentially complete charge separation between He and Li. Some events were lost because the hodoscope was sensitive to δ-electrons; a correction for the charge dependence of this loss was carried out, affecting the measured Li/B ratio by ∼2%. Ratios between integral fluxes were measured above a geomagnetic cut-off ∼1.9 GV/c and above 650 MeV/nucleon kinetic energy. Li/B ratios found in the two cases were 0.73±0.05 and 0.70±0.05; the Li/C ratio was found to be 0.21±0.02 in both cases. These results agree with Li abundances reported by several other observers. They also agree with Li/B ratios predicted from a leaky-box type of propagation model as well as from a recent two-component model by Peters and Westergaard.

Riassunto

Sono state misurate le abbondanze di elementi leggeri nei raggi cosmici con un telescopio portato da un pallone contenente 4 contatori di Ĉerenkov ed un odoscopio a tubi al neon. Per separare gli eventi del Li dal sottofondo di interazioni coi protoni e con He nello strumento, un evento era eliminato se l'odoscopio indicava la presenza di più di una particella vicino alla sommità dello strumento. Questa strategia di selezione ha portato essenzialmente ad una completa separazione di carica tra He ed Li. Alcuni eventi sono andati persi perchè l'odoscopio era sensibile a elettroni δ; si è effettuata una correzzione per la dipendenza di questa perdita dalla carica che influenza il rapporto misurato Li/B di circa il 2%. Sono stati misurati i rapporti tra i flussi integrali al di sopra di un taglio geomagnetico circa uguale a 1.9 GV/c e al di sopra di una energia cinetica di 650 MeV/nucleone. I rapporti Li/B trovati nei due casi sono 0.73±0.05 e 0.70±0.05; si è trovato che il rapporto Li/C è in entrambi i casi 0.21±0.02. Questi risultati sono in accordo con le abbondanze di Li trovate da parecchi altri osservatori. Inoltre sono in accordo con i rapporti Li/B predetti da un modello di propagazione del tipo a scatola a scarsa tenuta così come con il modello recente a due componenti di Peters e Westergaard.

Резюме

Проводятся измерения распространенности легких элементов в космических лучах с помощью телескопа на шаре-зонде, который содержит четыре черенковских счетчика и годоскоп. Чтобы извлечь события с Li из окружающего фона протонных и гелиевых событий в приборе, событие отбрасывается, если годоскоп указывает на наличие более, чем одной частицы вблизи вершины прибора. Указанный метод отбора приводит к полному разделению по заряду между Не и Li. Некоторые события теряются, так как годоскоп является чувствительным к δ-электронам; вводится поправка для зарядовой зависимости этой потери, что составляет для измеренного отношения Li/B порядка 2%. Отношения между интегральными потоками измерялись выше геомагнитного обрезания ∼1.9 GV/c и выше 650 МэВ/кинетическая энергия нуклона. В этих двух случаях отношения Li/B составляют 0.73±0.05 и 0.70±0.05. Для отношения Li/C в обоих случаях получено 0.21±0.02. Полученные результаты согласуются с данными по распространенности Li, опубликованными другими исследователями. Полученные результаты также согласуются с предсказаниями для отношений Li/B из модели распространения, а также из недавней двухкомпонентной модели Петерса и Вестергарда.