Mesure des rayons cosmiques effectuée au moyen d'une chambre de Wilson, au Jungfraujoch

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Mesure des rayons cosmiques effectuée au moyen d’une

chambre de Wilson, au Jungfraujoch

G. Herzog, P. Scherrer

To cite this version:

LE

JOURNAL

DE

_PHYSIQUE

ET

LE

RADIUM

MESURE DES RAYONS

_{COSMIQUES EFFECTUÉE}

AU MOYEN D’UNE CHAMBRE DE

_WILSON,

AU

JUNGFRAUJOCH

Par G. HERZOG et P. SCHERRER.

Zurich,

Institut de

_{Physique de}

_{l’École Polytechnique}

Fédérale.

Sommaire. 2014 Des _{photographies} de rayons cosmiques ont été faites au _{Jungfraujoch (3} 500 _m),

au moyen d’une chambre de Wilson d’une surface de 50 25 cm2. Un champ magnétique pouvant atteindre 2 500 gauss au maximum _permettait une détermination de _{l’énergie.} La _{répartition d’énergie} des rayons secondaires a été étudiée. On a _comparé en outre la _répartition de l’énergie totale d’une paire entre l’élec-tron et le _positon avec les _{prévisions théoriques.} Discussion sur la trace (longue de 18 cm) d’une _particule

lourde.

SÉRIE

VII.

TOME

VI.

N°

1~.

DÉCEMBRE

1935.

1. Introduction. - Il existe

_{plusieurs opinions}

sur

la nature des rayons

cosmiques.

Cependant

toutes les théories s’accordent pour admettre

qu’à

leur passage dans

_{l’atmosphère}

terrestre,

ils

_provoquent

_{des rayons} secondaires sous forme de

_photons

et d’électrons. Blackett et Occhialini

₍₁₎

nomment ces électrons

secon-daires «

_particules

de

_{gerbe »}

tandis que

_Geiger

et Fünfer

₍₁₎

les

_désignent

_par « _rayons C et E ». Les

mesures

_présentées

ont _{pour but}

_principal

d’étudier

ces électrons. Elles ont été effectuées à la station

_alpine

de recherches

_{scientifiques}

du

_{Jungfraujoch (3}

510

_m)

au _{moyen d’une}

_grande

chambre de Wilson

(dimen-sions intérieures :

25 X

50

_cm)

et d’un

_champ

magné-tique atteignant 2

500 gauss au maximum.

2.

_Dispositif

_{expérimental. -}

La chambre de

Wilson

₍₃₎

a été construite par l’un de nous à Londres

_{(*). La}

chambre est de section

_{rectangulaire;}

sa hauteur est de 50 cm, sa

_largeur

de 25 cm, de telle

sorte

_qu’on

_peut

observer des

_trajectoires

_longues

d’environ 45 cm.

La détente nécessaire à la sursaturation de la vapeur

n’est _{pas assurée par} un

_piston

_mobile,

mais par une

grande

soupape dont l’ouverture

permet

au _gaz

comprimé

dans la chambre de

_{s’échapper}

à l’air libre.

On

_peut

_placer

à l’intérieur de la chambre des

_plaques

de

_plomb

_{pour des} mesures

_{d’absorption. L’éclairage}

est _{fourni par} une

_lampe

_{capillaire, longue}

de 50 cm et (*) Nous remercions particulièrement t 11I. le Prof. Blackett d’avoir mis à notre _disposition la chambre de Wilson.

remplie

de vapeur de mercure,

qu’on charge

brusque-ment.

Toutes les

_prises

de vue ont été effectuées au _moyen

de deux

_{appareils photographiques}

_{pour déterminer} les

_trajectoires

dans

_l’espace.

Le

_{champ magnétique}

est

_produit

_par une

_paire

de

solénoïdes de

_grandes

dimensions,

sans

_fer,

entre

les-quels

se trouve la chambre de Wilson. La fenêtre inté-rieure des bobines est de 35

X66

cm.

_Chaque

solénoïde

comprend

8 bobines à de

_petites

distances les unes des autres. Le nombre total de

_spires

étant de

512,

on

obtient un

_champ

de 2 500 gauss avec un courant de 250

_ampères.

La variation d’intensité du

_champ

entre le milieu et les bords est au

_plus

_{de 2 pour} 100. Comme

nous ne

_disposions

_pas au

_Jungfraujoch

d’une source

suffisante de courant

_continu,

un _groupe convertis-seur

_(*)

de 65 kW a _{dû y être monté}

_{spécialement.}

Les bobines ne _{sont pas refroidies et} ne _{doivent par}

consé-quent

rester

_qu’un

_temps

court en

_pleine

_charge.

Les

_compteiirs

_(tubes

de

_{Geiger-Müller).}

Le déclenchement de la détente

_pouvait

tout d’abord

se

_produire

fortuitement.

L’avantage

de ce

_procédé

réside dans la durée très courte

_(environ

_1/2

_sec)

pen-dant

_laquelle

le

_{champ magnétique}

doit subsister : on

peut

alors

_charger

les bobines au maximum.

(*) Ce nous est un devoir de remercier les ateliers Brown,

Boveri et Cie, Baden, de nous _{avoir cédé aimablement le groupe}

convertisseur et de nous avoir _prêté leur concours à diverses

reprises.

Pour la transmission _{d’énergie,} le service _électrique du canton de Zurich nous a _prêté un cable, ce dont nous le remercions vivement.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. - SÉRIE

VII. - _{T. VI.} 1 Z. - DÉCBbIBRE 1935.

33.

490

On sait

_{qu’on peut}

_également

déclencher

_laprise

d’une

vue

_{photographique}

par la méthode des coïncidences. Dans ce cas, le courant maximum des bobines

est,

à

cause de

_{l’échauffement,}

_réglé

_{par le}

_temps

d’attente

-moyen. Pour éviter des coïncidences fortuites entre les différents

_compteurs,

nous avons

_employé

des

coïnci-dences

_triples

ou

_quadruples

selon le schéma de Rossi.

Enlplacernent

de

_L’appareil

entier se

trouvait dans une maisonnette de bois

_placée

sur le toit

de la station de recherches

_(*).

Cette maisonnette était adossée à la fenêtre de la

_première

chambre de la tour.

Ainsi aucune matière absorbante ne se trouvait

au-dessus des

_appareils,

car l’influence d’un mince toit de

planches

est

_{parfaitement négligeable.}

3.

Résultats.

La radiation molle. - Des traces ont été mesurées

avec certitude sur 161 clichés. Pour toutes les

_prises

de

vue nous avons

_disposé

une lame due 2 cm de Pb en

dehors et au-dessus de la chambre de Wilson. Grâce

à cette

_protection

et à l’effet des

_parois

de la

chambre,

il est

_possible

d’atteindre le maximum de

_particules

de

_gerbes

_{que fait}

_prévoir

la courbe de transition. Nous

avons mesuré sur ces 161 clichés 383 traces

_réparties

comme suit :

TABLBAU I. -

Répartition d’énergie.

Détentes fortuites : 85 clichés avec 179

_{trajectoires ;}

détentes déclenchées pur les tubes de

Geiger :

i6 cli-chés avec 204

_{trajectoires.}

Le nombre des

_trajectoires

par détente est de

2, i

pour les

prises

fortuites,

et de

2,7

pour les

prises

contrôlées par les

compteurs.

La différence n’est pas

essentielle;

sa

_petite

valeur

pro-(~) Nous remercions beaucoup la direction de l’Institut de

recherches du _Jungfraujoch d’avoir mis à notre _disposition un

emplacement et les installations de l’Institut. Nous remercions aussi :Monsieur H. _Ziegler pour son aide lors de notre in tallation

au _{Jungfraujoch.}

vient de l’intensité de la

_composante

molle

_qui,

à

cette

altitude, est

_{généralement beaucoup plus grande}

_qu’au

niveau de la mer

_(environ

dix

_fois,

_{d’après l’analyse}

due

Regener):

En

_conséquence

et à cause des dimensions

de la

chambre,

on observe des traces sur

_chaque

_prise

de vue fortuite. Il faut encore

_ajouter

_{que les chiffres}

donnés ne concernent _{que les}

_trajectoires

se trouvant dans le

_plan

de la chambre et dont la courbure

_pouvait

être mesurée. Tous les rayons

pénétrant obliquement

ont été laissés de côté.

Le tableau 1 donne la

_{répartition d’énergie}

_{des rayons.} Pour déterminer le

_signe

de la

_charge

des

_particules,

nous avons

_supposé

_{que les rayons} sont

dirigés

de haut en bas. Dans les cas

_où,

même en admettant cette

hypothèse,

il y avait

doute,

nous avons classé les

tra-jectoires

sous la

_rubrique

« indéterminé D. C’est ce

_qui

arrive

_{principalement}

_{pour les}

_particules

très len les

qui

décrivent des cercles fermés ainsi que pour les par-ticules très

_rapides

_qui

sont

_trop

_{peu déviées pour}

qu’on

puisse

déceler leur courbure. Les traces sont classées selon le domaine

_{d’énergie auquel}

_elles

appar-tiennent,

soit en tranches de 1.million de

_volts,

soit en

tranche de 5 millions de volts. A cause de la difficulté

qu’on

rencontre dans la détermination du

_signe

de la

charge,

nous _{admettrons que le nombre des}

_particules

positives

est sensiblement

_égal

à celui des

_particules

négatives,

dans

_chaque

tranche du domaine

_{d’énergie.}

Dans _{62 pour 100 des} cas observés les

_trajectoires

indiquent

des

_énergies

inférieures à 80 millions de

volts;

dans _{16 pour 100 des} cas elles sont inférieures à

1 million. - Les _mesures de Rieder et Hess

1’)

exécu-tées au Hafelekar

_{(alt. 2}

300

_m)

avec une chambre de Wilson donnent des nombres de

_comparaison.

Sur 98 traces

_mesurées,

ces _{auteurs trouvent dans 65 pour}

100 des cas

_l’énergie

inférieure à 1.0 millions et dans 50 pour 100 des cas inférieure à un demi million de volts. Par des mesures

_{d’absorption,}

au _{moyen d’une}

chambre

_{d’ionisation,}

Millikan

_(à)

trouve,

à 6 700 m

d’altitude,

50 pour 100 des rayons au dessous de 260 mil-lions de volts ou 75 pour 100 au-dessous de 350 milmil-lions. Des mesures

_analogues

effectuées au niveau de la mer

n’ont donné que 33 pour 100 au-dessous de 350.106

volts. De ces chiffres et des nouvelles mesures, il ressort que le nombre des électrons lents

augmente

relativement

_beaucoup

avec

_{l’altitude;}

_Regener

trouve aussi que la radiation devient

plus

molle à mesure _que

l’altitude

_augmente.

La

_répartition

de

_l’énergie

est

_{représentée}

sur la

figure

l _{pour les 2 intervalles}

_{correspondant}

respecti-vement à 1 ou à 5 millions de volts. Nous donnons à

titre de

_comparaison

_{la courbe obtenue par Anderson} et

Neddermeyer (6)

par la méthode de

Wilson,

au niveau de la mer

_{(intervalle :}

10 millions de

_volts).

Cette courbe

possède

un maximum très net _{pour environ 15 millions} de

_volts,

tandis que les mesures du

_Jungfraujoch

donnent une décroissance monotone. Si on calcule à

partir

de ces courbes

_l’énergie

_moyenne de tous les

électrons dans l’intervalle de 0 à 50 millions de

volts,

491

Fig. 1.

TABLEAU Il. -

Conzposition

des

_paires.

D’après

Anderson et

_Neddermeyer,

au niveau de la

mer : i

D’après

notre

travail,

à 3 540 m d’altitude :

Par

contre,

Lenz

_(’)

ne _{donne que}

_7,5.1(B6

V. Ses

mesures sont effectuées à l’aide de tubes de

_Geiger,

les

particuies

sont déviées dans le

_champ

_électrique

d’un

long

condensateur à air

_comprimé.

La valeur nette-ment inférieure obtenue par Lenz

provient

probable-ment du fait

qu’avec

sa méthode

_l’objet

de la mesure

n’est pas tout à fait le même

_qu’avec

la méthode

_

Les

_paires

de

_{particules. --}

Parmi les 383

trajec-toires se trouvent 17

_paires,

dont les

_points

de

départ

elles

_énergies

sont

_indiqués

dans le tableau II. Il n’a pas été

possible

de mesurer

_l’énergie

de trois de ces

492

Fig. 2.

le gaz, les autres aux

_parois

et aux

_plaques

de

_plomb

introduites dans la chambre.

Bethe et Heitler

₍₈₎

ont calculé la

_probabilité

selon

laquelle l’énergie

totale d’une

_paire

se

_répartit

sur les deux individus.

_Lorsque

_l’énergie

totale est

_faible,

une

égale répartition

de

_l’énergie

entre les deux

_particules

est la

_plns

_probable;

_par

contre,

quand

cette

_énergie

atteint de très

_grandes

_valeurs,

l’un des individus pos-sède presque toute

l’énergie.

La

_{figure 2}

_représente

les

courbes

_théoriques

tirées du travail de Bethe et de Heitler. Les valeurs

_portées

en abscisses sont celles de

l’énergie

totale des

_{paires (échelle log.),}

celles

_portées

en

_ordonnées,

la

_probabilité

de formation d’une

_{paire ;}

cette

_probabilité

variant selon la valeur du

_rapport

de

l’énergie

du

_positon

à

_l’énergie

totale de la

_paire.

Chaque

courbe est _{tracée pour} une valeur constante du

E+

quotient

E+

(les

courbes pour

E+/Eo

= 0 _ou 1 sont

lot

(

P°

cc

approximatives). L’enveloppe

de la famille de courbes

(en pointillé) correspond

à la valeur la

_{plus probable}

de ce

_rapport

_pour

_laquelle

la théorie

_prévoit

la

forma-tion d’une

_paire

_possédant

une

_énergie

totale donnée.

En d’autres termes la formation réelle d’une

_paire

pos-sédant une

_énergie

totale donnée est d’autant

_plus

improbable

que le

point correspondant

se trouve

_plus

près

de l’axe des abscisses.

Nous avons

_reporté

_également

sur ce

_diagramme

théorique

les

_points

_{obtenus par la} mesure des valeurs

E+

de et _pour

_chaque

_paire

observée. _{On voit que} Ecoc

tous ces

_points

sont sur la limite

_supérieure,

c’est-à-dire

aux

_places

_où,

_d’après

les calculs

_théoriques,

une

répartition

de

_l’énergie

est la

_{plus probable.}

Aucun des

points

mesurés ne se trouve

_près

de l’axe des

_abscisses,

ni même dans la

_région

_moyenne

_{correspondant}

à

i

toutes les valeurs

_possibles

de

F-1

Les valeurs

mesu-rées confirment donc

_pleinement

les

_prévisions

de la théorie concernant cette

_répartition

de

_l’énergie

entre les deux

_particules.

Il est _{évident que le nombre des}

points

mesurés est _{insuffisant pour constituer} une

vérification

_numérique

et

_statistique

de la théorie. Pour les

_{paires qui}

_prennent

_{naissance dans le gaz,}

l’énergie

du

_photon

incident est exactement connue, Elle est

_égale

à la somme des

_énergies

des deux

indivi-dus,

plus l’équivalent énergétique

des masses de l’élec-tron et du

_positon.

Dans les trois cas

_présentés

_l’énergie

du

_photon

s’élève

_{respectivement}

à

2,0

à

68,2

millions de

_volts,

et à une valeur

_dépassant

la limite mesurable.

Il est _{intéressant de constater que}

_fréquemment

les

paires

issues des

_plaques

de

_plomb

_partent

vers le

_haut,

c’est-à-dire dans la direction

_opposée

_{à celle que} pren-nent

_{généralement}

les

_{particules primaires.}

Sur les 17

_paires,

_4,

_{soit 25 pour}

_10d,

vont dans

ce sens là. Ce fait nous incline à penser que les

_paires

ne

_proviennent

_pas

_toujours

directement de

_photons

primaires,

mais de

_photons

secondaires

_qui

_{n’ont pas}

une tendance aussi

_marquée

à se

_diriger

verticalement de haut en bas

_{(Photon-spray}

chez

Blackett;

radiations B et D chez

_Regener).

Les _rayons durs. - Le

champ

magnétique

dont nous

disposions

ne _{suffit pas à dévier sensiblement les rayons}

cham-LÉGENDES DES FIGLRES

(Les plaques de Pb sont épaisses de 1 _cm).

Fi. 1. - Il = 0 Gauss. _Trajectoire traversant cntièrement la

chambre; -5 cm de _{longueur. (Les lignes} horizontales sont de5

fils tendus dans la chambre.) >

Fig. 2. - fl - 2 140 Gauss. Positon de 35 , t06 eV; et particule

non déviée. (Les

lignes

horizontales sont des fils tendus.)

Fig. 3. - 2.~20 Gauss. Verticalement : positon

horizontalement : _particule de 32,~.40~ eV de signe inconnu.

Fig. !~..- f! - 2 060 Gauss. Positon de4,9.10li eVet verticalement t

particule non _{Ldéviée (les lignes} horizontales son t des fils

tendus).

Fig 5. - H = 2 340 Gauss. Au inilieti : .2 électrons de _{1,5 et} ‘?~.IU~ eV. En bas : 1 _paire avec positon de et

élec-tron de ~;j.101¡ eV plus 1 _positon de 7,:2.tOI1 eY.

Fig 6. - H - 850 Gauss. Gerbe de 16

trajectoires.

Fig. 7. - Il - 1 0 i0 Gauss. Gerbe de 16 trajectoires.

Fig. 8. - H - 2 450 Gauss. Trace

deproton de 18 cm de longueur. Hp = _{9,7.~U~ Gauss X} = _{43,2.10,~ eY.}

bre. Les

particules

de

_plus

de 50 millions de

volts,

dont les

_trajectoires

_permettent

une _mesure,

_possèdent

les

_énergies

suivantes : .

Particules

_{négatives :}

Particules

_{positives :}

58,5 75,6

202 290 670 millions de volts A côté de

cela, d37

particules

n’ont

_pas

_{pu être} suffi-~amment déviées. 10 d’entre elles traversent 1 cm

de

Pb ;

et on observe 9

_trajectoires

traversant

successi-vement

2,5

cm de l’b en dehors et au-dessus der la chambre est 2

_plaques

de

_{Pb, épaisses}

chacune de 1 cm, à l’intérieur de la chambre.

_D’après

Bethe et Heitler

₍₁₎

ce _{passage à travers}

_4,5

cm de

Pb,

sans déviation

sen-sible,

exige

d’un électron une

_énergie

d’environ 10. i0~ volts.

Gerbes. - 66 clichés

_présentent

trois

_trajectoires

ou

_plus.

La

plus grande gerbe comprend

46 traces. La

structure de cette

_gerbe

est si

_{compliquée qu’il}

faut

renoncer à la décrire. Souvent

_plusieurs

_trajectoires

semblent issues d’un même

_point,

mais il est

_également

fréquent

que des traces simultanées n’ont entre elles

aucun

_rapport

de lieu. Cette observation semble fournir une bonne confirmation de

_{l’hypothèse,}

selon

_laquelle

les

_parlicules

d’une

_gerbe

sont

_provoquées

simultané-ment en des _{endroits différents par} un

_grand

nombre de

_{photons -}

ce

_qui

_{n’exclut naturellement pas la}

for-mation de

_plusieurs

_particules

dans un seul et même

endroit.

Réflexions. - Parmi tous les

_clichés,

deux révèlent des

_{phénomènes qui}

ne

_peuvent

_pas

s’expliquer

seule-ment

_{parla formation}

de

_paires

de

_particules.

La

_figure

3

Fig. 3 et 4.

présente

l’esquisse

d’un de ces clichés. Ce sont trois

trajectoires

dans le même

_plan

_ayant

deux à deux un

point

commun

_appartenant

soit au

_couvercle,

soit à la

paroi

de la chambre de Wilson.

_{L’égalité}

_{d’épaisseur}

des traces montre _{que les trois}

_trajectoires

furent

simultanées;

avec un

_champ

_{de 2 300 gauss, les}

trajec-toires

possèdent

les rayons de courbure et les

_énergies

suivants :

Le

_point

essentiel dans cette

_répartition

est que le rayon du milieu

(n° 2)

à

_l’énergie

maxima. On

_peut

supposer que 1 et 2 forment une

_{paire, 1 négatif}

et 2

_{positifs, dirigés}

de haut en

_bas;

la trace 3

_proviendrait

de la réflexion d’un

_positon;

en

_effet,

la

_charge

n’a pas

changé

de

_signe

et

_l’énergie

a subi une

_perte

de

~ 8,~

millions de volts. D’ailleurs cette

_perte

ne _{doit pas}

être nécessairement attribuée directement à la

réflexion,

mais elle

_s’explique

en

_partie

_par

_{l’absorption}

des

rayons 2

et 3 dans le métal. On doit se

_représenter

cette réflexion comme une

_dispersion

de Rutherford. Inversement on

_peut

considérer 2 et 3 comme la

_paire

primitive,

où 3 serait aussi

_{positif, 2}

par contre

négatif;

le rayon 1 serait alors un _{rayon réfléchi}

_négatif,

_ayant

perdu

17,2 .1Go

volts.

_D’après

cette dernière manière due

voir,

il y a deux

_{explications possibles,}

car cette réflexion

_peut

t se

_produire

comme une

_dispersion

de

Rutherford,

rnais il se

_pru

_{aussi que l’électron incident}

ionise un

_atome,

et _{le rayon} 1

_représente

alors l’élec-tron

_{périphérique projeté.}

Il _{n’est pas}

_possible

de décider enire les deux

_{explications.}

Mais il est _{fort peu}

probable

que le

phénomène

doive

_{s’expliquer}

_{par la} coïncidence fortuite d’une

_paire

_{de rayons} et d’un troi-sième rayon totalement

indépendant.

Cependant

le cliché suivante ne _pourra

_{s’expliquer}

_{que par} une

hypo-thèse semblable. La

_figure

4

_{présente l’esquisse}

de ce

cliché extraordinaire où trois

_particules

lentes

s’échap-pent

vers le haut d’une

_plaque

de Pb

_placée

à l’intérieur de la chambre

_(//=2310

_gauss).

Les trois rayons sont dans un

_plan

et sont simul-tanés.

Le rayon moyen 2 a

_l’énergie

la

_{plus petite,}

ce

_qui

exclut une

_explication

_{par formation d’une}

_paire

et réflexion d’une des

_particules,

car la réflexion serait alors

_accompagnée

d’un accroissement

_{d’énergie.}

Pour la même

_raison,

il ne

_peut

_s’agir

de la réflexion double

d’une même

_particule.

La seule

_explication

_qui

reste consiste à rendre le hasard seul

_responsable

de la simultanéité des trois rayons, ou tout au moins d’une

paire

et _{d’un rayon}

_{indépendant.}

Particules lourdes. - Sur les milliers de

photogra-phies

de rayons

cosmiques existantes,

on a trouvé

_déjà

çà

et là des traces de

_particules

lourdes. Blackett et Occhialini

_~1)

ont trouvé sur un cliché deux traces

_qu’ils

attribuent à des

_protons.

_L’énergie

d’une des

_particules,

à trace

horizontale,

s’élève à

4,3

millions de

_volts,

correspondant

à une valeur de 3 .1lJ~ gauss cm. La

494

qui

est

_plus

_courte,

les auteurs ne nous donnent aucun

détail.

Rieder et Hess

₍₄₎

ont

_{photographié}

au Hafelekar

(2 300

m)

trois traces de

_plus

de 5 cm de

_longueur

et une

de 4cm

_qu’ils

attribuent à des

_protons.

Observant en en outre deux traces

_plus

_{épaisses longues}

de

0,6

cm, ils

_supposent

_{qu’il s’agit}

d’atomes d’azote.

Dans nos mesures au

_{Jungfraujoch,}

nous avons

photographié

une

_trajectoire

de 18 cm de

_{long, qui,}

par son

_allure,

est

_{complètement}

différente de celles des électrons et des

_positons.

La

_trajectoire

se

_déploie

obliquement

à travers toute la chambre de

_Wilson,

avec une inclinaison de 18

_degrés

_par

_rapport

à l’hori-zontale. Il

_s’agit

d’une

_prise

de vue fortuite

_{(c’est-à-dire}

non déclenchée

_{par les}

tubes

_{de Geiger)}

dans un

_champ

de 2 450 gauss. Tout à fait par hasard la détente a été en

même

_temps

observée

directement;

et là

_aussi,

_malgré

la courte durée de

_{l’observation,}

_{le tableau aperçu} différait nettement des

_prises

de vue habituelles. La

trajectoire

donnait

_{l’impression d’un large}

trait lumi-neux, tandis que les traces d’électrons

n’apparaissent

à l’oeil que sous forme de

_lignes

déliées.

La courbure de cette

_trajectoire

est

_faible,

mais ou a

pu la déterminer à l’aide du

comparateur

de l’observa-toire. On obtient un _{rayon de courbure de 63} cm sur

la

_{plaque photographique,}

ou, à cause de la réduction

au 12H de la

_{photographie,}

un _{rayon de 755} cm ±

20 pour 100. La valeur

caractéristique

du

_produit

_Hp

est de

_9,7

_{i0~ gauss} cm.

TABLBAU 111.

Fig. 5.

Il

_s’agit

de déterminer

quelle particule

a formé cette trace. Peuvent entrer

_{en jeu principalement un}

_électron,

un

_proton,

ou une

_particule

a.

Le tableau Itl f

_indique

la

vitesse,

l’énergie,

la

portée,

la

_pertc

_d’énergie

_par

_ionisation,

_{pour les} trois sortes

_{de particules,}

et

_{pour la valeur}

_9,7.

103 gauss cm.

Les données

_{numériques proviennent}

de travaux de Bethe

₍₁₎

et Betlie et Heitler

_(R).

Le ralentissement des électrons

_rapides

_augmente,

si l’on

_ajoute

aux

_pertes

par choc les

_pertes

par

rayonnement.

Les données

avec* se

_rapportent

aux

_pertes

_par

_choc,

celles avec** aux

_pertes

_{par choc} et _par

_rayonnement.

Dans le but d’obtenir une meilleure vue

_{d’ensemble,}

nous

_{avons reporté}

dans la

_{figure 5}

toutes les

_grandeurs

caractéristiques

en fonction du

_produit

_HP.

Pour les

électrons,

la

_perte

_d’énergie

est calculée

sans tenir

_compte

du

_rayonnement,

car la

_quantité

d’ions

_produit

n’est

_{proportionnelle}

_qu’à

la

_perte

d’énergie

par chocs. La

perte

par

rayonnement

n’est pas directement liée à une ionisation.

A cause de la faible ionisation des

_électrons,

une

des atomes

_plus

lourds

_qu’une

particule

a auraient une

portée

trop

courte pour se manifester sur une

_longueur

de lis cm.

La distinction entre

_proton

et

_particule

a ne sera

possible,

qu’en comptant

directement le nombre d’ions

produits;

mais ce

_procédé

ne

_{peut s’appliquer}

_{pour la}

trace

_qui

nous _{occupe à} cause de la

_trop

forte ionisa-tion.

Comme la

_{figure 5}

le montre

_{(voir aussi Blackett) 1’ ),}

on ne

peut

distinguer

entre

_protons

et électrons

que

lorsque

l’énergie,

ou la valeur du

_produit

Hp

sont inférieures à une certaine valeur

_{critique :}

EPr:oton

_{5. 1 Os volts,}

où

_IIo

_{106 gauss} Par ailleurs la

_portée

décroît

_rapidement

_{pour des}

_particules

plus

lentes. Il est donc très

_{caractéristique,}

_{que la,}

particule

unique

rencontrée ici se trouve

_justement

à la limite

_supérieure.

La

_particule

_{trouvée par 13lacliett}

possède (chose remarquable)

une

_énergie

du même ordre de

_grandeur.

La

_probabilité

_{qu’il s’agisse}

d’une

_particule

est sérieusement diminuée par le fait que la

particule

a

effectué un _{parcours de 18} cm dans la chambre

_(oi~

règne

une

_pression

d’environ 1

_atm)

et

_qu’elle

a

proba-blement traversé les deux

_parois.

Il est

_impossible

de décider du

_signe

de la

_particule,

car le sens du mouvemen t n’est _pas connu. La

_particule

n’a traversé aucune des

_plaques

de Pb se trouvant dans la chambre. Comme il est dit

_plus

_haut,

la

_trajectoire

est inclinée à _{18° par}

_rapport

_{à l’horizontale. Si la} par-ticule

_possède

une

_{charge positive,}

il faut admettre

qu’elle

est

_dirigée

de bas en

_haut,

alors

_qu’un

_parcours

en sens inverse

_exige

une

_{charge négative.}

La

_question

de savuir s’il

_s’agit

d’un

_proton

_négatif

demeure donc en _suspens.

Nous avons étudié toutes les

_{photographies}

_{pour y} découvrir d’autres traces de

_particules

lourdes. Deux

clichés semblent contenir de telles

traces,

qui

d’ailleurs

sont très

_obliques

_par

_rapport

à la chambre.

On

_peut

finalement dire

qu’en

général

la

_fréquence

de ces traces

₍₁

sur environ 400 traces

_mesurées)

ne

semble pas être

spécialement plus grande

à l’altitude

du

_{Jungfraujoch qu’au}

niveau de la mer.

Manuscrit reçu le 2 octobre i935~

BIBLIOGRAPHIE

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_Conf.

London, 1934.

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