11.3. ДИАГНОСТИКА ЧАСТИЦ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

С помощью уравнения (11.5) вычислим интервал углов в, под которыми частица достигает наблюдателя, как функцию магнитной широты, заряда и импульса. Прежде всего выведем важный результат для частиц, падающих вертикально. Они лежат в меридиональной плоскости и, следовательно, имеют Для частиц, приходящих в этом направлении, имеем

Нас интересуют частицы, достигшие поверхности Земли, т.е.

причем это соотношение нормировано. Поэтому

Теперь необходимым условием того, чтобы частица с импульсом меньше достигла Земли, является Поэтому находим следующее соотношение для частиц, приходящих вертикально:

т. е.

Таким образом, только частицы с моментом больше определенного значения могут достигать земли на разных широтах. Подставляя несколько цифр, получаем значение геомагнитного обрезания для импульса при

Таким образом, для каждой точки земного шара существует энергетический порог, такой, что частицы с меньшей энергией не могут достичь поверхности Земли. Геомагнитное поле действует на частицы как фильтр и это можно использовать в баллонных экспериментах для отбора частиц того вида, который представляет интерес.

Этим и объясняются результаты Клея. В настоящее время можно построить карты геомагнитного обрезания, на которых будут изображены изгибы и аномалии, связанные с неоднородностями магнитного поля Земли.

Наконец, еще раз обратимся к уравнению (11.5) и посмотрим, как из углового распределения направлений прихода извлечь информацию о распределении по энергиям. Поверхности Земли способны достичь только частицы с т.е. из уравнения (11.5)

т. е.

Поэтому, производя наблюдения на фиксированной геомагнитной широте, мы будем регистрировать лишь частицы, углы которых лежат в области, определяемой уравнением (11.6). Таким образом, снова магнитное поле действует как фильтр. Разрешенные направления прихода для протонов и электронов должны быть противоположны, что согласуется с наблюдениями.