L'interprétation des coïncidences entre compteurs cosmiques noyés dans un bloc de plomb : gerbes de rayons pénétrants provenant de l'air ou effets locaux produits dans le plomb

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L’interprétation des coïncidences entre compteurs

cosmiques noyés dans un bloc de plomb : gerbes de

rayons pénétrants provenant de l’air ou effets locaux

produits dans le plomb

André Fréon

To cite this version:

L’INTERPRÉTATION

DES

COÏNCIDENCES

ENTRE COMPTEURS

_{COSMIQUES NOYÉS}

DANS UN BLOC DE PLOMB : GERBES DE RAYONS

PÉNÉTRANTS

PROVENANT DE L’AIR

OU EFFETS LOCAUX PRODUITS DANS LE PLOMB Par ANDRÉ

FRÉON.

Laboratoire de

_Physique,

École Normale

_Supérieure,

Paris.

Sommaire. - Un train

plat de trois _compteurs en _parallèle est orienté verticalement ou horizon-talement à l’intérieur d’un bloc de plomb et mis en coïncidence avec deux ou trois autres compteurs noyés dans ce _bloc, ainsi _qu’avec un train de dix compteurs en _parallèle, mobile au _voisinage du bloc.

On déduit des résultats obtenus que pour des distances de l’ordre de 20 cm entre les _compteurs

sous _plomb, les coïncidences observées sont _dues, pour au moins _{85 pour} 100 des cas, à des effets locaux

produits dans le _plomb lui-même, le reste _pouvant être attribué à des rayons pénétrants associés

pro-venant de l’air. Une _partie des effets locaux peut être attribuée à des secondaires des mésons, tout au

moins _pour les coïncidences entre trois _{compteurs noyés.}

Le résultat essentiel de ces _expériences est de montrer _que les particules pénétrant dans un écran

dense n’agissent pas seulement le long de leur _parcours

_{géométrique,}

mais aussi à distance de celui-ci,

par leurs effets secondaires.

On élimine ainsi les difficultés _qui se _{présentent lorsque} l’on cherche à _expliquer les effets observés

à l’intérieur de _{l’écran par} les gerbes de _{particules pénétrantes} de l’air, la _{densité moyenne} du

rayon-nement dans l’écran est, en effet, bien supérieure à celle que l’on peut observer dans l’air environnant

celui-ci.

JOURNAL PHYSIQUE

11,

1950

Introduction. - Les coïncidences

que l’on observe entre des

_compteurs

non

_alignés

et

_logés

individuel-lement dans des cavités d’un bloc de

_plomb

_prouvent

l’existence de

_{particules pénétrantes}

simultanées,

qui

peuvent

provenir,

soit de l’air

ambiant,

soit du

plomb

lui-même.

Il

_s’agit,

dans le

_premier

cas, des

_gerbes

péné-trantes _{étudiées par}

_Wataghin

et ses

collabora-teurs

_[1],

elles

_proviennent

d’effets nucléaires dans l’air et

_peuvent

être associées à des

_{gerbes d’Auger}

(fig.

I a).

Des effets

_analogues

_peuvent

_prendre

naissance dans l’écran

_{(fig. i}

_b),

ils ont été mis en évidence par

Janossy

Ingleby

et Broadbent

_[2,

_3,

_4].

Mais une autre sorte de

_gerbes

a été mise en évi-dence par Daudin et

_Auger

_[5,

_6j.

Une

_particule,

chargée

ou

_neutre,

isolée ou

_{accompagnée,}

_produit

des effets nucléaires

pénétrants

caractérisés par leur

_{grande divergence angulaire}

_(fig.

_{i c),}

phéno-mène connu sous le nom de

_{gerbes explosives.}

Des clichés Wilson obtenus par Daudin

[7]

montrent des

_particules

sensiblement horizontales ou

remon-tantes

_qui

sortent du bloc de

_plomb

contenant les

compteurs

et

_peuvent

_{s’interpréter}

comme appar-tenant à de telles

_gerbes.

Ces

_gerbes

ont été récem-ment étudiées au _moyen de

_compteurs

_par

_Maze,

Cachon et Daudin

_{[8, 9].}

Avec des

_dispositions

de

_compteurs

_analogues

à ceux de la

_figure

i, les effets à

grande divergence

Fig. I.

venant de l’air sont

_trop

décohérés et les

_gerbes

pénétrantes

du

_plomb

_trop

_{serrées pour être}

enre-gistrées

efficacement. Les coïncidences doivent être

692

dues essentiellement aux

_gerbes

de

_Wataghin

de l’air et aux effets

_divergents

dans le

_plomb.

Les

_expériences

décrites ici ont _pour

_objet

de déterminer dans

_quelle

_proportion

l’un et l’autre de ces deux

_{phénomènes peuvent}

rendre

_compte

de l’effet observé et si un autre

_{phénomène (effets}

secondaires des

_mésons)

ne

_peut

_pas

_également

entrer en

_compétition

avec les

_{précédents.}

Dispositif expérimental. -

Il est

_représenté

à l’échelle

dans la

_figure

2. Les

_compteurs

sont du

Fig. 2. - Dispositif expérimental.

Compteurs : diamètre 2,8; longueur 4-., cm. Compteurs 1, 2 et 3 dans coqne de Pb _{de 4} mm.

Compteur 4, 3 en _{parailète (nu).}

Compteur 5. 10 en _{parallèle (nu).}

1 et 3 fixes; 2 en 2, 2 G ou 2 D; 4 en 4 V ou 4 H; 5 mobile.

type

en verre à cathode externe de

Maze,

diamètre interne 28 mm,

_longueur

elficace

42o mm.

Les

compteurs 1,

2 et 3 sont entourés d’une _{coque de}

plomb

de 4

mm

_{d’épaisseur.}

Le train 4

_comprend

trois

_compteurs

en

_parallèle,

il

_peut

être

_disposé

verticalement en

4 V

ou horizontalement en

_4H,

la cavité étant modifiée en

_{conséquence.}

Dans une série

_{complémentaire}

de mesures

_ayant

_{pour but} d’étudier la décohérence avec la

distance,

il a été

disposé

verticalement et décalé à droite de 5 cm

(position

4V’

_{fig. 5).}

On

_peut

décaler la cavité

_qui

contient le deuxième

compteur

de 5 cm, à droite ou à

gauche

de

l’aligne-ment des

_compteurs

1 et 3

_(positions

2D et

_2G).

Un train 5 de dix

_compteurs

en

_parallèle

est mobile dans un

_plan

horizontal situé à

_4o

cm au-dessus du

_compteur

2. Il

_permet

de contrôler

l’accompagnement

extérieur au

_plomb

et

_peut

couvrir une

_{partie importante}

de

_l’angle

solide

commun aux

_compteurs

1 et 3.

Au cours d’une

_partie

des mesures, une

_protection

de

_plomb

a été

_disposée

aux deux extrémités du

bloc,

on n’a noté aucun effet

_mesurable,

l’écran débordant

_largement

des

_compteurs.

Le sélecteur

_employé

_permet

_{l’enregistrement}

simultané de deux _groupes de coïncidences entre

deux,

trois ou

_{quatre compteurs,}

_{ainsi que leur} combinaison. Son

_pouvoir

de résolution est de 2. 1 o-6 S.

Méthodes

_employées.

Prévision des résultats. - On a utilisé simultanément la méthode du téles-cope,

déplacement

du

_compteur

2 à droite ou à

gauche

de

_{l’alignement}

des

_compteurs

1 et 3 et celle de la

_comparaison

des coïncidences

_triples

et

qua-druples

sous

_plomb,

_permettant

d’estimer la densité moyenne du

rayonnement

dans

_l’écran,

_l’emploi

du train extérieur 5

_permet

de _{la comparer à celle} du

_rayonnement

dans l’air environnant le

_plomb.

Méthodes

_qui

avaient

_déjà

été

_employées

_par Dau-din

_[7]

et Maze

_[91.

Les

_{gerbes pénétrantes}

de l’air doivent donner un effet

_{télescopique}

notable

_{[coïncidences (1,}

_2,

3,

4) > (1,

2D, 3,

4)

et

_(1,

2G,

3,

4)]

ainsi

_qu’une

densité moyenne du même ordre de

grandeur

dans l’air et dans le

_plomb.

Au

contraire,

s’il

_s’agit

d’effets locaux dans

l’écran,

on aura un effet

téles-copique

faible ou nul et une densité _moyenne

_plus

forte dans le

_plomb

_{que dans l’air.}

La

_dissymétrie

du train 4

_peut,

de

_plus,

_apporter

des indications

_{complémentaires}

sur

_l’origine

locale ou

_extérieure,

des événements observés : si l’effet des

_gerbes

_{pénétrantes}

de l’air est

_{prépondérant,}

le nombre des coïncidences

_{enregistrées}

sera

_plus

grand

lorsque

le train sera

_disposé

_{horizontalement,}

tandis que l’on devra observer .l’inverse si les effets locaux

_{prédominent.}

On

peut

prédéterminer

l’ordre de

grandeur

du

rap-port

p des coïncidences et

dans les deux cas

_extrêmes,

l’un ou l’autre des deux effets étant seul efficace :

a. Gerbes

_{pénétrantes}

de l’air. - On _a déterminé

expérimentalement

le

_rapport

,

pour diffé-rentes

_positions

du train 5 dans son

_plan,

on en a déduit le « facteur de forme »

_f

4V

_{du train 4 pour le}

4H

flux des mésons

incidents,

c’est-à-dire pour des par-ticules isolées à

_répartition

_angulaire

en

cos2,

on

trouve ainsi

_f

=

o,83.

On

peut

alors calculer la

valeur de

_f

_{pour d’autres lois de}

_{répartition,}

_pour une loi en cos 8 on a

_f

=

0,7 .

Le facteur de forme _{pour des}

_particules

distri-buées en _{cos 4 à cos6 ainsi que les nucléons}

_qui

leur

ont donné naissance est de l’ordre de

_0,75

à

o,80.

Ce

_qui

_précède

concerne des

_particules

isolées,

pour des

gerbes

de forte densité le facteur

_{f -->- i,}

en

_définitive,

on doit donc

s’attendre,

si l’on

enregis-trait

_uniquement

des effets

_pénétrants

associés

provenant

de

_l’air,

à observer un

_rapport

_p

expéri-mental de l’ordre de

o,8

à o,g.

b.

_Effets

locaux dans le

_plomb.

- On

peut

estimer l’ordre de

_grandeur

_{de p de la manière} suivante :

un

_exposant

voisin de

2,5

comme _{pour les} bursts.

Admettons,

d’autre

_part,

_{que les}

_particules

soient sensiblement

_isotropes,

ainsi

_qu’il

semble résulter des

_expériences

de Daudin

_[5,

_6,

_7]

et

_appliquons

la méthode de calcul

_développée

_{pour les}

_grandes

gerbes

par Daudin

[10].

Fig. 3,

Soit s la surface d’un des

_compteurs,

_l’angle

solide sous

_lequel

le

_compteur

4 est vu du centre de

_gravité

G des

_compteurs

_{(fig. 1)}

varie sensiblemeut

3s

dans le

rapport 3 S S

_{pour les deux}

_positions

4V et 4 H.

s

Si les

_{gerbes prenaient}

toutes naissance au

_voisinage

du centre de

_gravité,

la surface efficace du train 4 varierait donc de 3 s à s, et le

_rapport

_p

= N 1 J 4 H )

N(l, 3, 4U) serait

_égal

à

Mais la zone efficace de

_production

des

_gerbes,

bien

_qu’elle

soit vraisemblablement centrée sur

_G,

est certainement

diffuse,

de telle sorte _{que la surface} efficace du train 4 ne _{varie que dans} un

_rapport

de l’ordre de

_I,5

s à 3 s ou 2 s à

3 s,

ce

_qui

conduit aux valeurs

_respectives

suivantes :

et

Ces formules ont été _{calculées pour} y =

1,5,

_2,

2,5

et

3,

elles donnent les courbes de la

_figure

3.

Pour les faibles _{valeurs de y} on a saturation et le facteur de forme du train - i _{pour y}

élevé,

les densités moyennes sont faibles et le facteur de forme devient

_égal

au

_rapport

des surfaces efficace. On

voit,

d’après

ces

courbes,

que, si des effets locaux à

_grande

_divergence

_{angulaire jouent}

le rôle

essentiel,

on doit s’attendre à observer un

_rapport

_{expérimental}

de l’ordre de

1,5

à 2 _pour un y de

2,5,

de

l’ordre de celui des bursts.

Résultats

_{expérimentaux.}

Discussion. - Tous

les résultats obtenus sont en faveur de la

prédomi-nance des effets locaux dans le

_plomb.

Le rendement du train

5,

placé

dans

_l’angle

solide des

_compteurs

1 et 3 a été mesuré au _{moyen de} flux de mésons et trouvé

_égal

à

64 ±4

pour Ioo

(valeur

calculée : 60 pour

ioo).

Si les coïncidences observées étaient dues aux

gerbes

pénétrantes

de

_l’air,

les

rapports N( 1 , 2 , 3 , 4)

2,

3,

4)

N( 1, 3, 34,

ë)

_{d.. 1}

et

N( 1,

3, 4, 5

devraient

avoir une valeur sen-N(1, 3, 4)

siblement

_égale

à celle de l’efficacité du train

5,

alors

_qu’ils

ne sont _que de _{25 pour} ioo.

De

_plus,

lors d’une coïncidence

_(1,

_3,

_4),

_le comp-teur 2 est _{touché dans 5o pour} ioo des cas,

_quelque

soit sa

_{position :}

2,

2 G ou

_2D,

tandis _{que dans}

l’hypothèse

des

_gerbes

de

l’air,

les coïncidences

(1,

2,

3,

4)

devraient _{être presque aussi}

_fréquentes

que les

triples

(1,

3,

4).

D’autre

part,

toujours

dans cette

_hypothèse,

la densité _{moyenne des} par-ticules dans l’air ambiant serait au moins

_égale

à celle observée dans le

_plomb,

le

_compteur

2 de surface s étant touché dans la moitié des cas, le train 5 de surface 1 o X s devrait être touché avec

une

_fréquence

très voisine de 10o _{pour i oo,} alors

qu’elle

n’est que de 25 _{pour ioo.}

Ces résultats

_{préliminaires}

confirment

_pleinement

ceux de Maze

_[8]

et de Daudin et

_{Auger [61,}

on a

cependant

observé un faible effet

_{télescopique}

[(N(1,

2, 3,

4)

>

_N(1,

_{2G, 3,}

₄₎

et N

_(1,

2D, 3,

4)]

peu

supérieur

aux erreurs

_probables,

mais vraisem-blablement

_{significatif d’après}

les

_expériences

complé-mentaires

_qui

seront

_{exposées plus}

loin.

On n’a pas cherché à

augmenter

la

_précision

de ces

_premiers

résultats

_identiques

à ceux

_déjà

obtenus par Maze et Daudin et l’on s’est attaché à mettre en évidence l’effet de l’orientation du train 4. On a effectué une série de mesures

alternées,

train 4 soit

horizontal,

soit

vertical,

durant une

_période

de

_plus

de deux

mois,

enregistrant

simultanément les

triples

(1, 3,

4)

et les

_{quadruples (1,}

2, 3,

4).

Les

mesures

_ayant

été

_croisés

_{journellement}

la

_pression

moyenne est sensiblement la même dans les deux séries ce

_qui

rend la correction de

_pression

inutile. Les résultats obtenus sont résumés sur la

_figure

_4.

Une série

_{préliminaire}

avec le

compteur

2 en

_2G,

694

On déduit des deux

_premières

séries de mesures,

1,

2

et

3,

alignés,

un

_rapport

_pexpériment

_{Il = 1,7 + 0,3}

donc en faveur des effets locaux dans le

_plomb,

en _y

_ajoutant

les résultats d’une troisième série :

1,

2D, 3,

4V,

on trouve - 1,6 ±

0,25,

valeur

portée

sur la

_figure

3 à

_gauche

de l’axe des ordonnées.

Fig.4.

On _{remarque que les}

_rapports

quadruples

sont On _{remarque que les}

_rapports

,. 1 1:3 4

sont les

_mêmes,

aux erreurs

_probables

_près,

_{pour les} deux

_premières

séries,

2

_aligné;

tandis

_qu’il

est

légèrement plus

faible pour la

troisième,

2 à droite. Le

_{point expérimental (1,}

_{2D, 3,}

_4V)

même en tenant

compte

de la différence des

_{points (1,}

_3,

_4V)

dans les deux séries de mesures, est situé au-dessous du

point (1,

2, 3,

4V).

On a recherché si cet écart

_pouvait

être

_expliqué

par des coïncidences fortuites doubles entre le

télescope

1,

2,

3 et le train 4. Le

_télescope

compte I3,9

+

_0,4

_{coïncidences par} mn et le train coïncidences _{par mn,} le

_pouvoir

de résolution du sélecteur étant de 2. 10-6 S le nombre des fortuites est donc de l’ordre de

_{4. IO-4,}

_par

_minute,

soit une

en. 42 h.

Leur mesure a été faite en retardant les

_impulsions

provenant

du train 4 d’une dizaine de microsecondes par

rapport

à celles des

_compteurs

1 et 3. On n’a observé

_qu’une

seule coïncidence en 12o

_h,

la valeur calculée a été

_portée

sur la

_figure

4

(bande

le

_long

de l’axe des

_abscisses).

La différence d’environ 1 o _{pour 10oo} entre les deux

_points

_(1,

_{2D, 3,}

_4V)

et

_(1,

_2,

_3,

_{4V) pourrait}

donc être attribuée à un effet

_{télescopique}

dû aux

gerbes pénétraptes

et aux

_{grandes gerbes}

de l’air. Maze

_[8]

a _{montré que 7 à} 8 _pour i oo des coïn-cidences entre les

_compteurs

sous

_plomb

étaient associées à des

_{grandes gerbes,}

une

_partie

de celles-ci est vraisemblablement liée à des

_gerbes

_{pénétrantes;}

on

_peut

estimer

_qu’environ

la moitié de l’effet

télescopique,

soit 5 _{pour 100,} est dû aux

_gerbes

pénétrantes

de l’air.

Mais il serait inexact d’attribuer aux effets locaux

toutes les coïncidences observées

_lorsque

_le comp-teur 2 est décalé hors de

_{l’alignement}

des

_compteurs

1

et

_3,

_{bien que les} mesures

_{préliminaires}

nous ait montré que, dans ce _cas, la contribution des effets

pénétrants

de l’air est

faible,

on va chercher à évaluer son ordre de

_grandeur.

Dans

_{l’hypothèse}

des

_{gerbes pénétrantes}

de l’air

(fig. i a),

la densité moyenne dans le

plomb

est voisine de la densité

_extérieure,

nous

_admettrons,

en

_{première approximation, qu’elle}

est la

_même,

bien que

l’absorption

des

_{particules pénétrantes}

et la

_disparition

de

_{l’accompagnement}

cascade extérieur la rendent

_plus

faible,

effet

_qui

_peut

se

trouver

_compensé

en

_partie

_{par les}

_rayonnements

créés dans l’écran. Soit D cette _{densité moyenne;}

on

_peut

alors

calculer,

en

_supposant

_{provisoirement}

que

l’accompagnement

du train extérieur 5

(a 5

pour

100)

soit dû en totalité aux

_gerbes

péné-trantes de

l’air,

que le

compteur

2D serait touché dans 3 _pour oo des cas. Cette estimation est

incor-recte,

car nous n’avons pas tenu

_compte

de la variation de la bande des densités

_{enregistrées}

avec l’ordre des coïncidences observées. On

_peut

le faire au _{moyen des}

_expériences

de Maze

_[8j,

qui

a mesuré

_{l’accompagnement}

extérieur au.

_plomb

pour des coïncidences d’ordre 3 à 8

et 4

à 8 sous

plomb.

Le facteur de correction est voisin de 2,

valeur

_approchée

_par excès.

_Finalement,

comme nous avons considéré une _{densité moyenne dans le}

plomb supérieure

à sa valeur

_probable

et comme

d’autre

_part,

une

_partie

des

_particules

touchant le train 5

_provient

du

_plomb,

_{ainsi que l’ont} montré les

_expériences

de Maze et de

Daudin,

on

_peut

estimer que la contribution des

gerbes pénétrantes

de l’air au

_comptage

du comteur 2D est inférieure ou

égale

à 5 _pour i oo, tandis que l’on observe

qu’il

est

touché dans 5o _pour i oo des cas. On

voit,

en

défi-nitive,

que la contribution totale des

gerbes

péné-trantes de l’air est de l’ordre de 5

+ 5

= o _pour oo, 85 à _{go pour} zoo de l’effet observé

_provient

donc d’effets locaux dans le

_plomb,

le reste

_pouvant

être attribué aux

_{grandes gerbes..}

En tenant

_compte

de ces

_proportions,

on

_peut

calculer

_qu’elle

serait la valeur du

_rapport

_{p, si} les effets locaux dans l’écran étaient les seuls à

intervenir,

on _{obtient ainsi pcorngc} ==

1,73

-t-

o,3,

valeur

_qui

a été

_portée

sur la

_figure

3.

Ces résultats sont

_compatibles

avec l’existence d’effets

_{divergents multiples}

dans le

_plomb,

_ayant

une loi de distribution en densité voisine de celle des bursts.

On

_peut

_{objecter qu’une partie}

de l’effet observé

peut

être dû à la variation de l’efficacité du train 4 dans les deux

_positions

4V et

4H,

vis-à-vis des

pinceaux pénétrants

créés dans la

_{partie supérieure}

du

_plomb.

Mais,

quand

cette

_épaisseur

de

_plomb

croît,

on devrait observer une

_augmentation

du . nombre _{des coïncidences par suite} de la diminution de

_l’angle

_{solide moyen} sous

_lequel

sont vus les

compteurs

par

rapport

aux couches

_supérieures

du bloc de

_plomb,

_{alors que les}

_expériences

de Maze

_{[8] n’indiquent}

aucun effet de cet ordre.

Expériences

complémentaires. -

Elles ont pour

objet

de

_préciser

la nature et les

_propriétés

des effets locaux dans le

_plomb.

On a d’abord étudié la variation de l’effet avec la distance

_{(fig. 5), ,}

en décalant le train 4V de 5 cm vers la droite

(position 4V’).

Fig. 5.

En _haut, à droite de l’axe des ordonnées, Iire : N (1, 3, 4) min-3.

On a

_également

effectué des mesures à faible écartement en

_enregistrant

les coïncidences

_(1,

_2D,

_3).

Leur nombre est de

_(4,4

±

_{0,4). 10-2}

_par

_minute,

soit 8 à I o fois

_plus

_grand

_{que celui. des coïncidences}

(1,

3,

4V),

mais la nature du

_{phénomène enregistré}

est

_différente,

tout au moins dans une forte

pro-portion.

On

constate,

en

_effet,

_{que dans} ce cas,

l’accompagnement

du train

_5,

_placé

dans

_l’angle

solide des

_compteurs

1 et 3 est de

_{45 ±}

io _pour oo ;

il

_s’agit

de

_particules

isolées et non de

_gerbes,

car

_{l’accompagnement}

tombe à une valeur de

4 +-

2 _pour ioo, si l’on

dispose

le train 5 à la

limite de

_l’angle

solide du

_télescope.

Étant

_{donné que le}

_compteur

2D ne se trouve

séparé

du flux des mésons traversant le

_télescope

(1, 3)

que par 2 cm de

_plomb,

nous _pensons

_qu’on

enregistre

des effets d’électrons de choc des

mésons,

interprétation

confirmée par des

expériences

récentes de Maze et de Thouvenin

_[12].

On

_peut

se demander dans

_{quelle proportion}

de tels effets

_peuvent

encore intervenir pour les

coïn-cidences

_triples

_(1,

_3,

_4),

chacun des

_compteurs

1 et 3 se trouvent à 8 cm du flux de

_particules

tra-versant les deux

autres,

tandis que le

compteur

3

séparé

de

_(1-5)

sur 15 cm de

_plomb,

est _très pro-bablement à l’abri de ces effets.

On a mesuré _{le flux-total des rayons}

_pénétrants

(1,4)-(3,1)

pour les diverses

positions

du

_train4;

on trouve _que, comme on devait

_s’y

attendre,

_que pour les

positions

4V et 4V’ il varie en raison inverse du carré de la distance

_{(fig. 5).}

Mais on observe

_également

_{que le}

_rapport

du

fil

_{(1, 4V)+(3, 4V) + 3}

valeur

_égale

1, 4.)-L (3, 4 11 )

à celle du

_rapport

_déjà

_{trouvé pour les coïncidences}

triples

et

_quadruples.

Dans les diverses conditions

_{d’expériences,}

le nombre des coïncidences observées est dans Un

rapport

sensiblement constant avec le flux des

mésons,

de l’ordre de

_{9. 10-4}

_{pour les}

_triples

et de

4,5.10-4

pour les

quadruples.

On

_peut

_proposer

_{plusieurs interprétations}

de ces faits : .

A. Les effets observés sont dus aux mésons incidents.

B. Le flux de mésons

contient,

dans

_chaque

cas,

une

_proportion

sensiblement constante de

_particules

à forte interaction

nucléaire,

mésons

_{(ou nucléons)}

responsables

de l’effet observé.

C. La concordance est

_{purement fortuite,}

et résulte des conditions mêmes de

_{l’expérience.}

Examinons ces trois

_{hypothèses :}

A. Il est très

_probable

_{que les électrons de choc des} mésons

_jouent

un rôle

_important

_{pour les} coïnci-dences

_triples

entre

_compteurs

_proches

_[12],

mais aux distances

_{plus grandes}

et en coïncidences

qua-druples,

qui

exigent

un double processus, leur contribution doit devenir très faible.

On ne

_peut

_{écarter, a}

_priori,

les effets nucléaires des

mésons,

mais il est

_{douteux, compte}

tenu de leur faible section

efficace,

qu’ils jouent

le rôle essentiel

_(1).

B. Les

_angles

des mésons incidents avec la verti-cale sont

_compris

_{entre 60 et goo,} la

_proportion

des

particules responsables

des effets nucléaires

_qui

les

_accompagnent

est

_peut

être

_constante,

mais très

petite,

on sait en effet

_{qu’elles présentent}

une

répar-tition

_angulaire

voisine d’une loi en

cos6,

alors que celle des mésons est de

cos2,

il est donc vraisemblable que la

majorité

des effets observés soit due à des

particules

centrées sur la verticale.

C. Au cours d’une discussion de ces

_résultats,

(1) Nole ajoutée à la correction des _épreuves. - Un travail

important de Cocconi [13] paru depuis le _dépôt de cet article met en évidence le rôle des cascades de désintégrations

nucléaires. Et d’autre part une _publication récente de Maze _[14j montre l’existence des effets nucléaires des mésons

sous le sol.

696

M.

_Auger

nous a

_suggéré

_que ce

_{parallélisme}

entre le flux de mésons et les coïncidences observées

_pouvait

être fortuit et

_provenir

des conditions

expérimen-tales. En

_effet,

si la densité _moyenne des

_particules

par

compteur

(I20 cm2)

est voisine de

_l’unité,

ainsi

qu’il

résulte de la valeur du

_rapport

entre les coïn-cidences

_triples

et

_quadruples,

les effets observés varient sensiblement comme les

_angles

_solides,

loi que suit

également

le flux des mésons. Notons

cependant,

pour autant _{que le}

_permette

la

_grandeur

des erreurs

_probables,

_{que les effets locaux diminuent} moins _{vite que}

_l’angle

solide

_(fig.

_5),

ceci

_pourrait

être attribué à deux causes :

D’abord la _{densité moyenne} des effets

locaux,

qui

est

_supérieure

à l’unité.

Ensuite,

la

multipli-cation en cascade des effets nucléaires

(étoiles

associées),

qui

peut

surcompenser

l’absorption

des

particules.

Conclusions. - On

peut

tirer de l’ensemble de ces

_expériences

les conclusions suivantes :

Les coïncidences entre trois

_compteurs

_proches

(séparés

par moins de 5 cm de

_plomb)

sont dues essentiellement aux électrons de choc des mésons.

Environ

85 _pour oo des coïncidences entre

compteurs

non

_{alignés placés}

dans un bloc de

_plomb

à des distances de l’ordre de 2ocm sont dues à des effets nucléaires

_{locaux, i5}

_pour 10o au maximum des coïncidences

_provenant

de

_{gerbes pénétrantes}

de

l’air;

les résultats obtenus sont

_compatibles

avec

l’hypothèse

de

_rayonnements

sensiblement

_isotropes

possédant

une loi de distribution en densités voisine de celle des bursts.

Si ces effets locaux varient en raison inverse du carré de la distance entre

_compteurs,

étant donné

le

_pourcentage

observé _pour 20 cm à 6o cm d’écar-tement entre les

_compteurs,

ils doivent encore être de l’ordre de

_grandeur

des effets

_pénétrants

de l’air. Il résulte des travaux récents sur les étoiles nucléaires de

_{grande énergie}

et notamment de ceux de l’école de Bristol

_(Powell

et coll.

[11])

_que, sous les

_phénomènes

de

_{grande énergie,}

la

_plus

grande partie

de celle-ci est

_emportée

_{par les}

fais-ceaux de

_particules

à faible

_divergence

et _{que celles-ci}

sont,

en

_{grande majorité,}

des mésons 1r. Il semble donc que la source de ces effets

_divergents

doive,

à

_part

les effets

_probables

des neutrons et des mésons neutres, être recherchée dans les effets de ces mésons 1r, soit par l’existence de

_{pinceaux multiples,}

dont on

_{possède quelques exemples,}

_soit,

_{pour la}

plus

grande

partie,

dans les effets secondaires de ces

mésons,

étoiles associées et

_produits

de

désinté-gration

(1).

On doit alors s’attendre à un _{effet de}

pro-jection

vers

_l’avant,

ce

_qui

entraînerait l’extension vers le haut de la zone efficace de

_production

des

particules

et _par

_suite,

si la loi de distribution en densité a _{bien la forme que} nous avons

_admise,

une valeur

_plus

forte de son

_exposant.

Quels

que soient les mécanismes

qui

interviennent dans la création de ces effets

locaux,

le résultat essentiel de ces

_expériences

est de montrer

_qu’une

particule

de

_{grande énergie pénétrant}

dans un écran dense

_agit,

non seulement le

_long

de son parcours

géométrique,

mais à distance de

celui-ci,

par ses effets secondaires. On lève ainsi les diffi-cultés

_auxquelles

se heurte

l’explication

des coïn-cidences entre

_compteurs

_noyés

dans un bloc de

plomb,

par les seuls effets

pénétrants

de l’air et dont la densité extérieure à l’écran devrait être bien

_supérieure

à _{celle que l’on observe} effecti-vement.

Manuscrit _{reçu le 5} août _{i 95c.}

BIBLIOGRAPHIE.

[1]

WATAGHIN, DE SOUZA SANTOS et POMPETA. 2014 Phys. Rev., 1940, 57, 61.

[2] JANOSSY et INGLEBY. - Nature, 1940, 145, 511.

[3] JANOSSY. 2014 Proc. Roy. Soc., 1941, A.179, 361.

[4] JANOSSY et BROADBENT. - Proc.

Roy. Soc., 1947, A.190, 497.

[5] DAUDIN. 2014 C. R. Acad. Sc., 1941, 213, 548.

[6] AUGER et DAUDIN. 2014 C R. Acad. Sc., 1941, 213, 24

et _Phys. Rev., 1942, 62, 549. [7] DAUDIN. - Thèses, Paris, 1942.

[8] MAZE. 2014 J. Phys. Rad., 1950, 11, 294.

[9] CACHON, DAUDIN et MAZE. 2014 C. R. Acad. Sc., 1950, 230, 290.

[10] DAUDIN. 2014 J. Phys. Rad., 1947, 8 301.

[11] CAMERINI. - Rapport présenté au _Colloque de Physique théorique. Paris, 1950.

[12] THOUVENIN. 2014 Diplôme d’Etudes _{supérieures (sous} presse).

[13] G. COCCONI, V. COCCONI, TONGIORGI, M. WIDGOFF.

-Phys. Rev., 1940, 79, 768.