Étude des particules de grande énergie du rayonnement cosmique dans le champ magnétique de l'électro-aimant de Bellevue

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Étude des particules de grande énergie du rayonnement

cosmique dans le champ magnétique de l’électro-aimant

de Bellevue

Louis Leprince-Ringuet, Jean Crussard

To cite this version:

ÉTUDE

DES

PARTICULES

DE

GRANDE

ÉNERGIE

DU

RAYONNEMENT

COSMIQUE

DANS LE CHAMP

MAGNÉTIQUE

DE

L’ÉLECTRO-AIMANT

DE BELLEVUE

Par Louis LEPRINCE-RINGUET et JEAN CRUSSARD. Laboratoire de

_Physique

des

_Rayons

X.

Sommaire. 2014 Au moyen d’un dispositif expérimental déjà décrit, à savoir une chambre de Wilson de 50 cm de hauteur _placée entre les _{pièces polaires} du _grand électro-aimant de l’Académie des Sciences

(13000 gauss dans toute la chambre), et déclenchée par des compteurs, nous avons _poursuivi les études de l’an dernier sur les _particules de grande énergie du _{rayonnement cosmique (1).} La précision a _{pu être}

amé-liorée, ce qui a permis de faire des mesures sur des _particules dont le domaine _d’énergie s’étend jusqu’à

20 milliards d’électron-volts.

Un millier de clichés a été pris. Les trajectoires observées sur la moitié d’entre eux ont été utilisées pour les mesures.

Nous avons étudié: 1° la répartition des _corpuscules de _{grande énergie} venant de l’atmosphère et tra-versant la chambre dans une direction sensiblement verticale sans condition de _pouvoir pénétrant : cette

répartition correspond à un nombre à peu près égal de particules des deux _{signes, pour toutes les énergies.}

ce _qui confirme et étend _légèrement les résultats déjà connus.

2° Les _particules sélectionnées dans

_{le groupe}

_{ultra-pénétrant,} enregistrées avant traversée par elles d’une

épaisseur de _plomb de 14 cm.

Les résultats développent ceux de l’an dernier, à savoir qu’il y a prédominance departicules chargées

positivement, dans les très grandes énergies surtout, pour les rayons capables de traverser 14 cm de _plomb. Ils montrent aussi que, dans la statistique ainsi _{établie, plus} d’un _{quart des rayons} ne _{sont pas déviés d’une}

façon appréciable par le champ magnétique et correspondent à des énergies supérieures souvent à 20 mil-liards d’électron-volts.

3° Les particules observées après traversée de 14 cm de _plomb. Les résultats montrent que la proportion

de rayons non déviés est très inférieure à celle du paragraphe précédent; ils laissent subsister des indi-cations dont l’interprétation est incertaine.

4° L’ensemble des résultats montre que, pour les particules étudiées _(énergie comprise entre 1 et 20 mil-liards

_{d’électron-volts) la}

perte

d’énergie

par centimètre de plomb est certainement très inférieure en moyenne

à la valeur de _l’énergie de la _particule, ce qui constitue une grande différence entre ces _rayons et ceux dont Anderson et Neddermeyer ont étudié la perte d’énergie dans le _plomb.

5° Des indications sont données aussi sur différents _{phénomènes :} secondaires le long des _{trajectoires,}

gerbes observées, possibilités de déduire la nature de la

_particule

de _l’énergie du secondaire produit, etc.

1.

_Objet

du travail. - L’un de

nous

_(2),

a

_publié

au début de 1936 la

_description

d’une chambre à dé-tente

_{rectangulaire}

de

_grandes

dimensions

₍₅₀

m 15

_cm2)

destinée à être

_placée

verticalement entre les

_grandes

pièces polaires

de l’électro-aimant de l’Académie des sciences à

Bellevue,

et a donné le

_compte

rendu des

expériences préliminaires

effectuées sur les

_particules

du groupe

ultra-pénétrant

du

_rayonnement

_cosmique.

Ces

_expériences

_{préliminaires}

avaient eu _{pour but}

d’établir un début de

_{correspondance}

entre les

_énergies

et les

_pouvoirs

de

_{pénétration}

_{des rayons} corpuscu-laires

_{cosmiques :}

les

_trajectoires

observées se

rappor-taient à des

_{particules qui, après}

_{leur passage dans la}

chambre,

avaient encore traversé une

_épaisseur

de

7 cm de

_{plomb ;}

de cette

façon,

il était

_possible

d’isoler dans la chambre à détente les

_corpuscules

_{du groupe}

ultra-pénétrant

et d’étudier leurs caractères au

_point

de vue du

_signe

et de

l’énergie.

De nouvelles

_expériences

ont été effectuées au cours

de l’été 1936 avec ce même

_appareil

_placé

dans des

conditions

_{analogues (13}

_{000 gauss dans toute l’étendue} de la

_chambre).

Nous diviserons notre travail en deux

parties qui correspondent

à des

_dispositions

expéri-mentales différentes. Dans la

_{première partie,}

l’on étudie des

_trajectoires

de

_{grande longueurs}

dans la

chambre,

cette dernière vide de tout écran

inter-(’) L. LFPRINcg-RiriGUPT.Journal rie

_Physique,

fév. _{B936,7, p. 67-70.}

(2) Journal de _Physique, loc. cit.

..

posé

sur le passage des rayons. Dans la deuxième

par-tie

_(qui

fera

_l’objet

d’une autre

_publication)

l’on a

dis-posé

dans la chambre deux écrans de 5 mm de

_plomb

et l’on a étudié les

_phénomènes

_{déterminés par} ces

écrans

_{(pertes d’énergie}

à la

_traversée,

_etc.).

Les deux

_parties

sont assez

_{différentes,}

car elles ne

correspondent

pas aux _{mêmes groupes de rayons.}

L’absence d’écrans à l’intérieur de la chambre nous

a

_permis

en effet d’étudier des

_énergies

de

_particules

jusqu’à

des valeurs

élevées,

de l’ordre de 20 milliards

d’électron-volts ;

au

_contraire,

la

présence

de deux écrans dans la chambre ne

_permet

_{pas d’avoir de}

ren-seignements

certains pour des

énergies dépassant

3 milliards d’électron-volts.

Nous décrirons ici la

_première

_partie

des

_expériences

2.

_Dispositif

_{expérimental. - Le dispositif}

expé-rimental diffère

_légèrement

de celui

_adopté

l’an der-nier. Voici le schéma des trois

_dispositifs

_{géométriques}

réalisés au cours des recherches

_(fig.

_1).

Dans la

dispo-sition B, le

_corpuscule

devait traverser un bloc de

_plomb

de 14 cm

_(au

lieu de 7 cm l’an

_dernier)

son

l’as-sage dans la chambre.

Dans la

_disposition

_A,

le bloc de

_plomb

était

suppri-mé entre les

_compteurs

restés à la même

_place.

Dans la

_disposition

_C,

la

_{trajectoire enregistrée}

avail

_traversé,

avant d’aîi-iver dans la le bloc de i4 cm de

_plomb

_placé

au-dessus d’elle. Une

208

discussion

_qui

a eu sa

_place

dans l’article du .Journal de

_Physique

_déjà

_cité,

a

_permis

de se rendre

_compte

que les

trajectoires

telles que

PQ correspondent,

dans

_ Fig. 1.

la très

_grande

_majorité

des cas, _{à des rayons}

_ayant

effectivement traversé le bloc de

_plomb

et _les

comp-teurs.

Nous devons attirer l’attention dès maintenant sur

deux

_{points :}

le

_premier

est _{que, par suite de l’étendue}

Fig. 2.

et de l’intensité du

_{champ magnétique,}

seuls des

_corpuscules

d’une

_énergie

assez

élevée

_peuvent

être observés dans la cham-bre. Ceux dont

_l’énergie

est insuffisante décrivent des

_trajectoires

dont les

cour-bures sont

_trop

_grandes

et ne

_peuvent

_pas

géométriquement

traverser à la fois la chambre et les

_compteurs.

En outre nous _{laissons de côté les rayons}

qui,

observables sur une

_longueur

assez

grande,

ne

_proviennent

_{pas de}

_l’espace,

libre de tout métal

absorbant,

situé

au-dessus de l’élecf ro-aimant. De tels rayons T

(fig.

2)

ne sont d’ailleurs observés

_qu’en

faible

_proportion.

Nous ne

_gardons

en

pra-tique,

pour nos

_{observations,}

_{que les}

tra-jectoires

telles que RS

passant

entre les lon-gerons

métalliques

0 et 0’

_{(fig. 3).}

Les

_énergies

corres-pondantes

sont

_supérieures

à 300 millions

d’électron-volts,

mais seuls des rayons arrivant

obliquement

avec

cette

_énergie

minimum

_peuvent

être

_{enregistrés.}

Au delà de 100 millions d’électron volts

environ,

l’effet du

champ magnétique

sur les

_trajectoires

telles que RS n’est

_plus

une

_gêne

_{pour leur}

_observation,

et _{pour l’un}

quelconque

des

_angles

d’arrivée la

_probabilité

ne

dé-pend

plus

sensiblement de

_l’énergie

de la

_particule.

Le second

_point

sur

_lequel

on

_peut

attirer l’attention

est _{que, si les}

_dispositions

A et

_{B (fig.}

₁₎

sont

iden-tiques,

la

disposition

C est différente et donne

_plus

de

facilités d’arrivée à des _rayons

_d’énergie

relativement

faible et à des rayons

plus obliques ;

cette _remarque,

pour la

comparaison

éventuelle des résultats obtenus

avec

_~1,

B et

C,

est surtout intéressante pour les

éner-gies

qui

ne sont _{pas très considérables.}

Fig. 3.

3. Précision des mesures. -- Nous avons à

mesurer _{les rayons de courbure de}

trajectoires

telles que AB

(fig. 4).

Pour ce

_faire,

nous

mesu-rons à l’aide d’un

_microscope

à faible

grossisse-ment et d’une vis

_{micrométrique,}

la flèche

_{cd= f .}

Pour les très

_{grandes énergies,}

les flèches

_f

sont très

faibles,

et nous devons nous entourer de

garanties

sérieuses pour faire sur les mesures

les erreurs les

_{plus légères possibles.}

Nous insisterons là-dessus à cause de

_{l’importance}

de ce

_chapitre.

Fig.4.

Clichés sans

_champ

_{magnétique. -}

Nous avons

pris,

au cours de

_{chaque journée d’expériences,}

des

Fig.5.

clichés en l’absence de

_{champ magnétique,}

et nous

avons mesuré les flèches

_{correspondantes.}

La

_{figure S}

représente

la

_probabilité

en fonction de la flèclle de

part

et d’autre du zéro. La courbe se montre

parfaite-ment

_symétrique

_par

_rapport

à l’axe des ordonnées : cela veut dire

_qu’il

_n’y

a _pas, sur les

_clichés,

de

Le

_quotient

de la somme des flèches réelles _par le

nombre des rayons donne

1/200

mm en ce

_qui

est

négli-geable.

D’autre

_part,

le

_point

F

_(maximum

de la flèche

observée)

correspond

à une flèche réelle de

0,3

mm

dans la _{chambre pour} des

_longueurs

de

_trajectoires

de

40 cm. Cette valeur constitue un

_progrès

sur la

préci-sion obtenue l’an

_dernier;

ce

_progrès

est dû à un

meil-leur

_réglage

du moment de l’illumination.

_L’énergie

correspondante

est de 20 milliards d’électron-volts : cela

signifie

que l’on connaît avec certitude le

_signe

de la

particule

pour les

énergies

mesurées

_jusqu’à

~0. ~1(>‘’ eV, avec 40 cm de

_{trajectoire :}

au delà de cette

valeur,

on ne connaît

_plus

le

_signe

de

façon

certaine

Ces considérations se

_rapportent

à r ensemble des déformations dues aussi bien à la chambre elle-même

qu’au système

pnotographique.

L’étude des clichés sans

champ

nous a _{montré que l’effet de la distorsion due}

à

_{l’objectif photographique}

est faible devant l’effet de la déformation dû à la chambre : ce résultat favorable

tient surtout à ce _{que les}

_trajectoires

observées

_passent

toutes au

_voisinage

du centre de la

_plaque

_ph

_ologla

phique grâce

à la forme très

_allongée

de la chambre.

Précision en fonction de

_{l’énergie.}

- Nous _avons

représenté figure

6 l’erreur maximum que l’on

_peut

’

Fig. 6.

commettre en fonction de

_l’énergie

mesurée :

lors-qu’on

mesure une flèche

_f,

on

_peut

faire sur elle une erreur au

_{plus égale}

à ± E, E étant la limite

obtenue avec _{les rayons} sans

_{champ magnétique.}

Les deux courbes de la

_figure

6

_{représentent}

les valeurs

de ç et c

, c’est-à-dire l’erreur maximum en

y+e

pour 100 que l’on

peut

commettre sur

_l’énergie

_(ces

deux courbes ne sont _{naturellement pas}

_symétriques

par

rapport

à l’axe des

_abscisses).

On voit par

exemple

que sur une mesure donnant 9’ _-- ~ .10~ électron-volts, l’erreur est au

_plus

de 18 pour 100 dans le sens

des

_{énergies plus grandes}

et _{de 13 pour 100 dans le}

sens des

_{énergies plus}

faibles. Cela s’entend

naturelle-ment _{pour des}

_trajectoires

de 40 cm de

_longueur

réelle

mesurée,

ce

_qui

est le cas de la presque totalité de nos

observations.

4,

Résultats

des _{observations 2013}

Nous

avons

pris

pour les

expériences

A,

B et C

(voir

Hg.

1)

envi-ron 1 30U clichés. En ne

gardant

_{que les}

meilleurs,

nous avons obtenu entre ilS0 et 16() mesures _pour cha-cun des trois groupes.

Dans ce

_{qui suit,}

nous faisons

_{l’hypothèse,}

admise d’ailleurs en

_général,

que les

rayons

vont de haut en

bas.

Groupe

A. - Nous obtenons la

répartition

de la

figure

7. Cette courbe est une courbe

_{intégrale :}

elle

indique,

pour une valeur donnée de

_l’énergie

_(abscisse)

le nombre total des rayons dont

l’énergie

est

_égale

ou

supérieure

à cette valeur. Si l’on tient

_compte

des

con-ditions

_{géométriques}

de

_{l’expérience,}

on a vu

précé-demment

_qu’elles

ne modifient sensiblement le

_spectre

des

_énergies

que pour des valeurs inférieures à 700

mil-, lions

d’électron-volts.

La courbe

_indique

une

_répartition

tout à fait

symétrique

en

_énergie

et

_signe

entre 1 et 20 mil-liards d’électron-volts. Cette

_répartition

_correspond

bien aux résultats

_publiés

_par divers auteurs

sur la

_statistique

des

_énergies

des

_particules

_qui

ne sont astreintes à aucune condition de

pénétra-lion

_{(1), 1’),}

_(3).Elle

étend le résultat de certains d’entre

eux à des valeurs

_plus

élevées de

_{l’énergie,}

Groupe

B. - Les

_particules

dont les

_trajectoires

sont

mesurées dans la

_statistique

B sont clzoisios

_parriii

celles du _groupe

_{ultra-pénétrant,}

_{puisqu’elles}

sont

astreintes à

_posséder

un

_pouvoir

de

_{pénétration}

d’au moins 14 centimètres de

_{plomb après}

_{leur passage dans} la chambre. La

_comparaison

des

statistiques

A et B doit nous donner des indications sur le

_signe

et

l’énergie

des

_particules

des _{divers groupes.}

Exami-nons tout d’abord la

_statistique

B isolément.

Nous obtenons les deux courbes du bas dE la

_figure

8. On voit

_déjà

que la courbe des

particules négatives

se

place

au-dessous de celle des

_particules

_positives.

Nous voyons aussi

qu’il

y a

_plus

_{de rayons}

_positifs

dans les

(1) EuNZE. Z. /’ur Physik, 19.1ili, 80, p. ~59

(2) ANDERSO et NEDDERMEYER, Con r on London 1934.

210

grandes éiiergies .

Il y a aussi une certaine

_proportion

de rayons non

_dévié8,

sur

_lesquels

le tableau 1 donne

les indications nécessaires.

Fig. s.

Comparaison

des

_groupes

A et B. - La différence

entre les rayons du groupe A et ceux _{du groupe B}

provient

de

_{l’interposition}

de 14 cm de

_plomb

entre les

compteurs

dans ce dernier cas. Si l’on se

_rapporte

à la courbe de Rossi donnant

_{(fig. 9)}

le nombre de

coïnci-Fig.9.

dences observées entre deux

_compteurs

_alignés

verti-calement en fonction

_{de l’épaisseur}

de

_{plomb interposé,}

la

_disposition

A

_correspond

_{à peu}

_près

au

_{point a}

et la

disposition

B au

_{point b}

de la courbe.

_(Lorsqu’on

enre-istre

67 _rayons avec 14 cm de

_plomb

entre _les

comp-teurs, c’est

_qu’il

est

_passé

_{100 rayons dont 33 ont été}

arrêtés par le

plomb).

Il faut donc faire

_correspondre

100 rayons de la

statistique

A à 67 environ de la

statis-tique

B. Pour ce

faire,

nous avons

_indiqué

dans la

figure

8 et dans le tableau 1 le nombre exact d’obser-vations de la

_statistique

B,

et nous avons

_majoré

toutes

les observations réelles de

_A,

de

façon

à nous trouver

dans les conditions de la

_comparaison

des deux

statisti-ques. Alors la

simple

lecture,

pour

chaque

domaine

d’énergies,

de la différence entre A et

_B,

donne un

ordre de

_grandeur

de la fraction absorbée.

On remarque d’abord que les rayons non courbés ne

sont pour ainsi dire pas absorbés par 14 cm de

_plomb.

Parmi ceux dont le

_signe

est connu, on voit que les

positifs

sont nettement moins arrêtés que les

négatifs.

Les valeurs

_{de la fraction qui}

traverse les 14 cm de

_plomb

sont 43 pour 100 pour les

négatifs

et _{74 pour 100 pour} le

_positifs.

Pour ces

derniers,

il semble que ceux de

faible

_énergie

soient traités de la même

façon

que les

négatifs,

et que ceux de

_{grande énergie,}

au

_contraire,

ne soient arrêtés par le

plomb

que dans une

propor-tion faible.

Une autre conclusion nette

_qui

résulte de ces données

est que la

plupart

des rayons de très

grande

énergie

10,109

_eV),

_{et des rayons}

_positifs

dont

_l’énergie

est

_comprise

entre 3 et 10 milliards d’électron volts traversent cette

_épaisseur

de

_plomb.

Pour les

_énergies

comprises

entre 1 et 3 milliards d’électron-volts la moitié environ _{des rayons de}

_{chaque signe}

sont arrêtés dans

_{l’épaisseur}

de l’écran.

Cela semble

_surprenant,

_{si l’on admet que les} résultats d’Anderson et de

_Neddermeyer

sur la

_perte

d’énergie peuvent

être

_extrapolés

vers les

_énergies

très

élevées. Nos mesures montrent d’une

façon

certaine que la

_perte

_d’énergie

des

_particules

à daus un

ceittiriièlre de

_plomb,

n’est le doiiiaiîie

_compris

entre 1 et 20 nlilliards

d’électron-volts,

de de

l’éne?~gie

iuitiale,

sans

_quoi

t’on n’obtien-drait pas un aussi

_grand

_pouvoir

de

_{pénétration}

des

particules.

TABLEAU I.

Il est fort;

possible

que la nature des

_particules

ne

ne découle _{pas des résultats ici}

décrits,

_{qui pourraient}

s’expliquer

aussi par une variation

_importante

des

propriétés

d’absorption

en fonction de

_l’énergie

des rayons.

Groupe

C. - Les résultats obtenus _avec la

disposi-tion C sont

_indiqués

dans le tableau 1. On voit tout

d’abord que les rayons non déviés sont en

_beaucoup

moindre

_proportion,

ce

_qui

montre

_qu’une

_part

notable de ces _rayons

_{tombe, après}

traversée de 14 cm de

plomb,

dans le domaine des

_énergies

que nous _pouvons

mesurer. Il semblerait

_{d’ailleurs,}

_par

_comparaison

de B

et de

C,

que les rayons non déviés de B

_{soient, en bonne}

partie,

chargés négativement,

ce

_qui

est

_surprenant.

Nous

_signalons

ce résultat sans _{y attacher}

_{d’importance,}

car, comme nous l’avons vu

_plus

_haut,

la

_comparaison

de C avec A ou B n’est pas

_sûre,

à cause du

déplace-ment des

_compteurs.

Cette anomalie

_{pourrait peut}

être aussi

_{s’expliquer}

par l’existence d’une faible

proportion

de rayns allant de bas en haut.

5. Phénomènes divers. - Secondaines. - Nous

avons observé

_parfois

des secondaires d’une

_énergie

de

plusieurs

centaines de mille à

_plusieurs

millions d’électron-volts. Ces secondaires sont _{enroulés par le}

champ magnétique

et

_{présentent l’aspect}

d’une hélice de très faible diamètre

_(queue

de

_cochon).

Nous n’en avons

_jamais

observé sur des

_{particules négatives}

de

grande

énergie

(W >

3. ~0’’

_eV).

Par contre nous en

avons observé 11 fois sur des électrons

_négatifs

de

faible

_énergle

_{( W}

:3.1 OBJ

_eV)

et cela seulement dans les

_{configurations}

A et C.

Sur les

_trajectoires

_positives,

nous en avons observé un seul dans la série A, aucun dans la série

C,

et 6 dans la série B sur des

_trajectoires

de

1,8, 10, 13,

15

mil-liards d’eV.

Gerbes de

_particules.

- Un certain nombre de

gerbes

ont été observées dans les séries

A,

B et C.

Plusieurs d’entre elles contiennent une très

_grande

quantité

de

_{trajectoires.}

Les _rayons de

_gerbes

ont

parfois

de faibles

_énergies

individuelles

_(quelques

dizaines de millions

_d’ey’)

mais dans certains cas nous avons observé des

_{trajectoires d’énergie}

considérable. L’une de ces

_gerbes

contient environ 50

trajectoires ;

cinq

d’entre elles sont à peu

près parallèles, l’énergie

de chacune étant au moins de l’ordre d’un milliard

L’énergie

totale est

_supérieure

à 12 milliards d’elT.

Une autre

_comporte

environ 200

_trajectoires

répar-ties à peu

près

uniformément dans toute la

chambre;

son

_énergie

totale dans la chambre

_dépasse

20 milliards

d’eV,

et ne

_représente

d’ailleurs certainement

qu’une

assez faible fraction de

_l’énergie

de toute la

_gerbe.

Ces

_{grandes gcrbes pourraient}

donc fort bien

correspondre

à des chocs d’ionisation d’Hoffmann.

Malgré

la rareté de ce

_phénomène,

il n’est pas étonnant

que nous en _{ayons observé deux dans notre}

_appareil

étant donné que la somme des divers intervalles de

temps

pendant lesquels l’appareil

a été en

attente,

prêt

à être déclenché par les

compteurs, représente

environ 300 heures pour toute notre série

d’expé-riences.

6. Etude d’un secondaire de

_grande

_énergie,

-Un des secondaires observés

_présente

un intérêt

parti-calier du fait

_qu’il

est

_produit

au sein du gaz, que son

énergie

est

_grande

₍₃₃

millions

_d’eV),

et _{que l’on connaît}

le

_signe

et

_{approximativement}

_l’énergie

_{du rayon}

inci-dent

_(particule

_positive

de 10 milliards d’eV

_environ).

Nous avons

_cherché,

comme cela a

_déjà

_{été tenté pour}

des cas différents

_(’),

si on

_peut

déduire de cette obser-vation un

_{renseignement}

sur la nature du

_corpuscule

producteur,

en admettant

_{qu’il s’agit}

soit d’un

_positon,

soit d’un

_proton.

Etant donné

_{l’importance}

de la

_question,

nous avons

fait une étude des

_{possibilités}

de distinction en

_pratique

d’un

_proton

et _{d’un électron par l’observation des}

secondaires dans le gaz, dans le domaine des

grandes

énergies.

1

10.

En admettant que la

trajectoire productrice

n’est _pas sensiblement déviée par le

choc,

ce

_qui

est _{vrai pour}

les

_{grandes énergies,}

et en laissant de côté le cas très

rare _pour ces

_{énergies où /0}

et 0’

_{(fig. 9U)}

sont du même ordre de

_grandeur,

le

choc

_élastique

d’une

_particule

de masse

sur

un électron au _{repos de} masse »io est

régi

par la formule :

est

le v

de la

_{particule incidenle, [si}

celui du

secon-e

daire,

0

_l’angle

au

_départ

du secondaire.

Nous nous limitons aux cas où

_l’énergie

du

secon-daire est

_déjà

_grande

par

rapport

à

_l’énergie

de masse

de l’électron

_(en

_pratique

au moins 10 millions

_d’eV),

mais

_cependant

_{faible vis-à-vis de celle du} corpus-cule incident

_(qui

doit donc avoir au moins

_plusieurs

centaines de millions

_d’eV).

cr)

Cas d’un électron incident. - La formule

(1)

se

réduit en

_première

_{approximation}

à

212

énergie

du

_secondaire).

Il en

_résulte,

si les deux

_trajectoires

sont dans un

même

_plan

normal

_auxlignes

de force du

_champ

magné-tique,

que la distance

f (fig.

11)

dont le secondaire s’écarte du rayon

producteur

est

_toujours

la

même,

et

ne

_dépend

ni de

_l’énergie

de

l’électron,

ni de

_l’angle

l’émission. Cette distance est inversement

proportion-nelle au

_champ

_magnétique.

_{Pour 43000 gauss, elle}

est de

_1,3

mm environ.

Fig, il.

Ce résultat

_{particulièrement simple présente}

l’intérêt

de fournir une vérification

_{expérimentale rapide}

et

sûre.

(Nous

insistons sur _{le fait que ceci suppose} entre

autres que

l’énergie

du secondaire

Wi

1 est

grande

devant mû

_c2.)

b)

Cas d’un

proton

incident. -

L’énergie

du

secon-daire émis dans la même direction sera

_plus

faible. La

différence,

négligeable

pour un secondaire de faible

énergie,

devient sensible

_lorsque

0 se trouve

suffisam-ment

_{petit :}

_plus

_l’énergie

du

_proton

est

_{grande, plus}

0

doit être faible pour

qu’une

différence notable appa-raisse entre le choc par un

_proton

et le _{choc par} un

électron.

Pour

préciser

les idées sur la limite du domaine où

la distinction est facile en

_pratique,

nous donnons

_(voir

tableau

_II)

un tableau

_indiquant

différents cas dans

lesquels l’énergie

du secondaire d’un

_proton

est la moitié de celle du secondaire émis par un électron

sous le même

angle :

on _{voit que c’est pour des}

éner-gies

inférieures à 5 milliards (l’eV environ que les

différences deviennent

fréquemment

sensibles. TABLEAU II.

Sur la

_photographie

_que nous avons

_{prise (fig.}

_11),

les deux rayons sont très sensiblement dans un

_plan

normal au

_champ.

L’énergie

du secondaire est 33 millions d’eV. Celle

du rayon incident est environ 10 milliards d’eV. Le calcul de la flèche dans le cas d’un électron inci-dent donne

_f

=

1,28

mm.

Le calcul dans le cas d’un

_proton

incident montre

qu’un

secondaire de 33 millions d’eV ne

_peat

_apparaître

pour des

protons

d’énergie

inférieure à 5 milliards d’eV. Pour un

_proton

de cette

_énergie

la flèche est nulle. Pour

_l’énergie

observée de 10 milliards

d’eV,

f

=x

_0,86

mm.

Pour une

_énergie

de 20

milliards,

limite

_supérieure

possible

pour la

particule

observée,

f =

1,17

mm.

La flèche mesurée étant

1,4

mm, ce résultat est

favorable à la nature

_{électronique}

_{du rayon}

_incident,

dans ce cas

_particulier.

Les résultats concernant les

_pertes

_d’énergie

dans le

plomb

et l’observation de

_phénomènes

divers,

qui

constituent la seconde

_partie

de notre

_travail,

feront