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Il Nuovo Cimento (1955-1965)

, Volume 9, Issue 1, pp 1–16 | Cite as

The charge spectrum of the cosmic radiation at 41° N

  • M. Koshiba
  • G. Schultz
  • Marcel Schein
Article

Summary

From a large stack of G-5 emulsions flown at Texas, 41° N geomagnetic latitude, the charge spectrum of the cosmic radiation at 104 000 feet was obtained. Special emphasis is given to the observation of the detailed shape of the spectrum in the regionZ > 9. The gap-counting is extensively used even at these highZ values after very careful calibration with break-up events and δ-ray countings. The charge spectrum thus obtained was extrapolated to the top of the atmosphere by making use of the fragmentation probabilities in air which were obtained from the analysis of a total of 209 interactions in the same stack. This extrapolation gives for the ratio of the light nuclei, L, (Z = 3, 4 and 5) and the heavy nuclei, H, (Z ⩾ 9), to the medium ones, M, (Z = 6, 7 and 8) the values 0.32 ± 0.07 and 0.48 ± 0.10, respectively, at the top of the atmosphere. The fragmentation probabilities in hydrogen, the main constituent of interstellar matter, were also obtained from the careful study of the interactions in the stack and allowed to make a further extrapolation of the charge spectrum from the top of the atmosphere to the one at the source region of the cosmic radiation. The ratio of the heavy nuclei to the medium ones was found to be 0.66 ± 1.6 at the source. This charge spectrum at the source region is compared with the average chemical abundances of the elements in the universe as well as with those in certain types of stars. The results seem to indicate a close similarity of the chemical abundance curve of the cosmic radiation with that of certain types of young stars.

Riassunto

Da un grosso pacco di emulsioni G-5 fatto ascendere nel Texas, latitudine geomagnetica 41° N, si è ottenuto lo spettro della carica della radiazione cosmica a 104 000 piedi. Si dà special importanza alla forma dettagliata dello spettro nella regioneZ ⩾ 9. Si ricorre largamente al conteggio dei gap anche a questi elevati valori diZ dopo accuratissima taratura con eventi di frammentazione e conteggi di raggi δ. Lo spettro della carica così ottenuto è stato estrapolato alla sommità dell’atmosfera servendosi delle probabilità di frammentazione nell’aria ottenute dall’analisi di un totale di 209 interazioni nello stesso pacco. Tale estrapolazione dà per il rapporto dei nuclei leggeri L (Z = 3, 4 e 5) e dei nuclei pesanti, H, (Z ⩾ 9), ai medi M (Z = 6, 7 e 8) rispettivamente i valori 0.32 ± 0.07 e 0.48 ± 0.10 alla sommità dell’atmosfera. Dallo studio accurato delle interazioni nel pacco si sono ottenute anche le probabilità di frammentazione in idrogeno; il principale costituente della materia interstellare, che hanno permesso un’ulteriore estrapolazione dello spettro della carica dalla sommità dell’atmosfera alla sommità della regione di origine della radiazione cosmica. Il rapporto dei nuclei pesanti ai medi fu trovato essere 0.66 ± 1.6 alla sorgente. Tale spettro della carica alla regione di sorgente si confronta sia con le abbondanze chimiche medie degli elementi nell’universo che con quelle incontrate in alcuni tipi di stelle. I risultati sembrano indicare una stretta rassomiglianza della curva delle abbondanze chimiche della radiazione cosmica con quella di certi tipi di stelle giovani.

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    It is a pleasure to thank ProfessorChandrasekhar for very stimulating discussions.Google Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1958

Authors and Affiliations

  • M. Koshiba
    • 1
  • G. Schultz
    • 1
  • Marcel Schein
    • 1
  1. 1.Department of Physics and Enrico Fermi Institute for Nuclear StudiesUniversity of ChicagoUSA

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