2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ С ВЕЩЕСТВОМ.

1. ИОНИЗАЦИОННЫЕ ПОТЕРИ

2.1. ВВЕДЕНИЕ

Частицы высоких энергий выдают свое присутствие, взаимодействуя с веществом. Двигаясь в твердом веществе, жидкости или газе, они производят на своем пути заметные разрушения:

1. Ионизируют атомы вещества. В этом случае электроны вырываются из атомов электростатическими силами, возникающими между ионизирующей частицей высокой энергии и электронами. Этот процесс называется ионизационными потерями.

2. Разрушают структуру кристаллов и молекулярные цепочки.

3. Взаимодействуют с ядрами атомов вещества.

Необходимо понять физику этих взаимодействий по двум причинам. Во-первых, благодаря этим взаимодействиям можно конструировать детекторы частиц космических лучей. Во-вторых, эти процессы могут сильно влиять на распространение космических лучей в космических условиях. Многие из наиболее эффективных методов изучения космических лучей связаны с измерением вызываемой ими ионизации, поэтому мы прежде всего познакомимся с ионизационными потерями быстрых частиц. Я приведу расчеты достаточно подробно, чтобы продемонстрировать связанные с этим проблемы на тот случай, когда придется самостоятельно проводить расчеты. Вы также осознаете тот необходимый уровень, на котором следует понимать эти процессы, и должны оценить методы, при помощи которых делаются приближения.