I O N I Z Z A Z I O N E S P E C I F I C A P R I M A R I A D E L L A R A D I A Z I O N E C O S M I C A N E L L ' A R I A M . S A M ANGELO L a d e t e r m i n a z i o n e d e l l a i o n i z z a z i o n e s p e c i f i c a p r i m a r i a d e f i n i t a c o m e « n u m e r o di c o p p i e di i o n i p e r u n i t à d i p e r c o r s o « d e l l e p a r - t i c e l l e e l e m e n t a r i c a r i c h e di e l e v a t a e n e r g i a ( p r o t o n i , e l e t t r o n i , m e - s o n i ) p r e s e n t a g r a n d e i n t e r e s s e p e r c h é c o n n e s s a c o n l o s t u d i o d e l l e p e r d i t e di e n e r g i a d e l l e p a r t i c e l l e v e l o c i n c l l i n t e r a z i o n e c o n la m a - t e r i a ; tali p e r d i t e di e n e r g i a si r e a l i z z a n o a t t r a v e r s o v a r i p r o c e s s i dei q u a ] i i più r i l e v a n t i s o n o : c o l l i s i o n e e d i r r a g g i a m e n t o . P e r la r a d i a z i o n e c o s m i c a la i o n i z z a z i o n e m i s u r a t a dà n e l l e co- m u n i e s p e r i e n z e un v a l o r e m e d i a t o -u t u t t o l o s p e t t r o o h e è c o s t i - t u i t o , c o m e si s a , da p a r t i c e l l e di m a s s a ed e n e r g i a v a r i a b i l i e n t r o l i m i t i m o l t o l a r g h i : l e e n e r g i e v a n n o d a v a l o r i d e l l ' o r d i n e di 1 0 a I O " cV. L e p a r t i c e l l e
  • 1 0 " cV. e s s e n d o q u e s t e p o c o n u m e - r o s e ( m e n o del 2 % a l l i v e l l o del m a r e ) ( J ) , p u ò in p r i m a a p p r o s s i - m a z i o n e ossero t r a s c u r a t o . L e m i s u r e sia d e l l a i o n i z z a z i o n e p r i m a r i a elio d e l l a i o n i z z a z i o n e t o t a l e ( p r i m a r i a + s e c o n d a r i a ) v e n g o n o r e a l i z z a l e con m e t o d i d i v e r - si ( 2 ) ; i r i s u l t a t i n o n s o n o s e m p r e d ' a c c o r d o tra di l o r o ; in p a r t i - c o l a r e nel c a s o d e l l a i o n i z z a z i o n e t o t a l e e d e l l a i o n i z z a z i o n e p r o - b a b i l e ( ' ) essi s c a r t a n o , q u a l c h e v o l t a a n c h e di p a r e c c h i o ( 5 0 % ) , r i s p e t t o ai v a l o r i p r e v i s t i d a l l a t e o r i a . L a i o n i z z a z i o n e p r i m a r i a si d e t e r m i n a o c o n c a m e r a di W il- son ( ' ) o v v e r o d a m i s u r e s u l l a e f f i c i e n z a dei c o n t a t o r i di G o i g e r - M i i l l e r : q u e s t ' u l t i m o m e t o d o i n t r o d o t t o da C o s y n s ed a l t r i ( ' ) . m e n - t r e è p i u t t o s t o s e m p l i c e dal l a t o t e c n i c o , p u ò f o r n i r e r i s u l t a t i a b b a - s t a n z a p r e c i s i . N e l c o r s o di u n a r i c e r c a s u l l ' a l l e s t i m e n t o e l ' i m p i e g o di c o n i a - tori a b a s s o r e n d i m e n t o r i e m p i t i c o n i d r o g e n o p u r o (r >). i n v i s t a d e l - I i n t e r e s s e che) p o t e v a p r e s e n t a r e , a b b i a m o e s e g u i t a una m i s u r a d e l l a I O N I Z Z A Z I O N E S P E C I F I C A P R I M A R I A D E I - L A R A D I A Z I O N E C O S M I C A N E L I . A R I A OD;> © i o n i z z a z i o n e s p e c i f i c a p r i m a r i a n e l l a r i a : è -u q u e s t a m i - sura c h e ?i r i f e r i s c o n e l l a p r e s e n t e n o t a . Il m e t o d o di cui s o p r a c o n s i s t e nel f a r l a v o r a r e un c o n t a t o r e di G . M . in c o n d i z i o n i t a l i c h e una p a r t i c e l l a i o n i z z a n t e a t t r a v e r s a n t e i l c o n t a t o r e a b b i a una p r o b a b i l i t à di i n n e s c a r e la s c a r i c a , ed e s s e r e q u i n d i r e g i s t r a t a , m i n o r e d e l l u n i t a , c p o i c h é t a l e p r o b a b i l i t à r i s u l t a , t e n u t i c o s t a n t i tutti gli a l t r i p a r a m e t r i , f u n z i o n e d e l l a i o n i z z a z i o n e p r i - a ( 1 m a r i a j d e l l a p a r t i c e l l a i n c i d e n t e , è c h i a r o c o m e da u n a m i s u r a d e l l a efficienza del c o n t a t o r e : r a p p o r t o del n u m e r o d e l l e p a r t i c e l l e c h e a t t r a v e r s a n o il c o n t a t o r e al n u m e r o 1 d e g l i i m p u l s i r e g i s t r a t i , si possa r i s a l i r e al v a l o r e di ./. D i f a t t i se si a m m e t t e c h e : 1) b a s t a la c r e a z i o n e di u n a sola c o p p i a di ioni p e r c h é il c o n - t a t o r e dia l ' i m p u l s o ; 2 ) sia t r a s c u r a b i l e l ' e f f e t t o d e l l e p a r e t i d e l c o n t a t o r e , l ' e f f i c i e n z a , c o m e è s t a t a d e f i n i t a a v a n t i , r i s u l t a p e r p a r t i c e l l e s i n g o l e d a t a d a l l a e s p r e s s i o n e ( 7 ) -ijp/p K=1 — e. [1] d o v e / = c a m m i n o m e d i o d e l l e p a r t i c e l l e n e l l ' i n t e r n o del c o n t a t o r e , p,'p» = r a p p o r t o d e l l a p r e s s i o n e del g a s a q u e l l a n o r m a l e , e ^ i o n i z - z a z i o n e s p e c i f i c a p r i m a r i a . \ MV, | C; I r ^ - T ^ T ] H INV [ I M V; [ JL < l M V, Num.ò IN V [ :-]NUITI.2 | Fig. 2 Dispositivo sperimentale e misure. — L a m i s u r a di K è s t a l a e s e g u i t a c o n il m e t o d o di W o o d w a r d e S t r e e t ( s ) c h e c o n s i s t e essen- z i a l m e n t e n e l r e g i s t r a r e c o n t e m p o r a n e a m e n t e l e c o i n c i d e n z e d o p p i e e l e t r i p l e c o n u n t e l e s c o p i o di c o n t a t o r i ( f i g . 1) d e i q u a l i i due e s t r e m i A t u t t i in o t t o n e , e r a n o r i e m p i t i con la s o l i t a m i s c e l a di T r o s t ( a r g o n + a l c o o l ) e q u e l l o c e n t r a l e B i n v e t r o c o n c a t o d o e s t e r - n o . c o n t e n e v a a r i a a b a s s a p r e s s i o n e ; l e c o i n c i d e n z e t r i p l e C , e r a n o f a l l e tra i c o n t a t o r i f e li. le d o p p i e Ctra i c o n t a t o r i e s t r e m i I• 3 5 6 I O N I Z Z A Z I O N E S P E C I F I C A P R I M A R I A D E L L A R A D I A Z I O N E C O S M I C A N E L L ' A R I A I n figura 2 è r a p p r e s e n t a t o s c h e m a t i c a m e n t e il sistema (li r e g i - s t r a z i o n e degli i m p u l s i , le fig. 3 e 4 d a n n o i p a r t i c o l a r i dei m u l t i - v i b r a t o r i i m p i e g a t i p e r a m p l i f i c a r e ed e q u a l i z z a r e gli i m p u l s i : il p r i m o ( f i g . 3 ) è a s p e g n i m e n t o , es-o v i e n e i m p i e g a t o per il c o n t a - t o r e ad a r i a c l i c dà i m p u l s i l e n t i , il s e c o n d o ( f i g . 4 ) è n o r m a l e . I n F i g . 3 fig. 5 è r i p o r t a t o lo s c h e m a di u n a c o m u n e c o i n c i d e n z a a l l a n e w - R o s s i . .Nella t a b e l l a I sono r a c c o l t i i dati s p e r i m e n t a l i con l ' e r r o r e m e - dio p r o b a b i l e , essi si r i f e r i s c o n o a m i s u r e e f f e t t u a l e con il c o n t a - t o r e H r i e m p i t o con a r i a a l l a p r e s s i o n e di 9 , 3 i n n i ( q u e s t o v a l o r e è M . S A N T A N C E L O 3 5 7 s t a l o c o r r o t t o p e r la t e m p e r a t u r a ) . Nelle c o l o n n e 1 e 5 . A C2 h e A C , li, sono r i p o r t a t e le c o i n c i d e n z e s p u r i e a l l ' o r a , d o p p i o e t r i p l e c a s u a l i , la c u i v a l u t a z i o n e è s t a t a fatta a l l o n t a n a n d o i c o n t a t o r i u n o dall a l t r o di c i r c a 1 m m a n t e n e n d o l i sullo stesso p i a n o . T A B E L L A I P r e s s i o n e in m m C,. h C, h A C-, h A Cx li 9 , 3 11,1, 2 , 8 1 7 , 0 . 1 , 4 2 3 , n 1,3 1,0 0 , 0 3 L ' e f f i c i e n z a del c o n i a t o r e B r i s p e l l o ai c o n t a t o r i e s t r e m i è d a t a in c o n s e g u e n z a dal r a p p o r t o Q \r I \ = - — : — - = 0 . 3 0 0 . 0 3 C2 — A C, Il c a m m i n o m e d i o d e l l e p a r t i c e l l e i o n i z z a n t i n e l l ' i n t e r n o del c o n t a t o r e è stato c a l c o l a t o i m p o n e n d o d i v e r s e s e m p l i f i c a z i o n i , esso è r i s u l t a l o por la n o s t r a d i s p o s i z i o n e s p e r i m e n t a l e , /,„t.,ii„ = 1 . 6 e m ( ° ) . D a l l a f o r m u l a H ] , s o s t i t u e n d o , si o l l i e n e J = 1 7 , 9 2 , 3 Qtie-to v a l o r e va c o r r e t t o p e r le seguenti r a g i o n i : 35 8 M . S A N T A N C E L O J ) p o i c h é r i r n p u l « o f o r n i t o dal i n u l l i v i b r a t o r e a s p e g n i m e n t o lia una d u r a t a di c i r c a 5 . 1 0 s e c . p u ò c a p i t a r e c h e q u a l c h e c o i n c i - d e n z a t r i p l a v e n g a p e r d u t a p e r il fatto c h e il c o n t a t o r e c e n t r a l e si t r o v a in uno - i a t o di l a t e n z a p e r un t e m p o p i u t t o s t o l u n g o , q u e s t o p o r t a ad una c o r r e z i o n e p o s i t i v a sul v a l o r e del r e n d i m e n t o c h e si p u ò v a l u t a r e del 5 % ; 2 ) la s e c o n d a c o r r e z i o n e , p u r e p o s i t i v a , è dovuta al c o n t r i b u t o d a t o a l l e c o i n c i d e n z e d o p p i e e t r i p l e da p a r t e degli s c i a m i p r e s e n t i n e l l ' a r i a . U n a v a l u t a z i o n e , >ia p u r e g r o s s o l a n a , degli s c i a m i è s t a t a fatta - p o s t a n d o i l c o n t a t o r e s u p e r i o r e in m o d o da p o r t a r l o f u o r i d e l l ' a n g o l o solido d e t e r m i n a t o dagli a l t r i d u e . da queste1 m i s u r e r i s u l t a u n a cor- r e z i o n e di c i r c a il 5 % ; si h a così u n a c o r r e z i o n e t o t a l e sul v a l o r e del r e n d i m e n t o di 1 0 % ; j c o r r e t t o d i v e n t a a l l o r a 7 = 2 0 , 5 . 2 . 3 Q u e s t o v a l o r e di j r i s u l t a e s s e r e la m e d i a p e s a l a p e r l e d i v e r s e e n e r g i e d e l l o s p e t t r o d e l l a r a d i a z i o n e c h e i n c i d e sul t e l e s c o p i o dei c o n t a t o r i ; esso è in b u o n o a c c o r d o c o n i v a l o r i t r o v a l i da a l t r i a u t o r i sia con c a m e r e a n e b b i a ( J ) c h e c o n c o n t a t o r i a b a s s a p r e s s i o n e ( " ) . C e r t a m e n t e l e m i s u r e in c a m e r a di W i l s o n si p r e s t a n o a p a r e c - c h i e c r i t i c h e s p e c i e q u a n d o si v o g l i a d e t e r m i n a r e la i o n i z z a z i o n e p r i - m a r i a , q u e s t o m e t o d o i n v e r o dà la p o s s i b i l i t à d i d e t e r m i n a z i o n i m o l l o p r e c i s e della i o n i z z a z i o n e t o t a l e e d i q u e l l a p r o b a b i l e . P e r q u a n t o r i g u a r d a poi il m e t o d o dei c o n t a t o r i sj p u ò d i r e c h e esso è b a s a l o sulle d u e i p o t e s i già e n u n c i a t e , s u l l a p r i m a d e l l e q u a l i si p u ò solle- v a r e q u a l c h e d u b b i o ( ! l ) ; l ' e f f e t t o d e l l e p a r e l i n e l l e n o s t r e m i - sure è s t a l o r i d o t t o il m i n i m o c o n l a .sostituzione del c a t o d o me- t a l l i c o i n t e r n o con i m o e s t e r n o : c u r a p a r t i c o l a r e è s t a t a p o s t a a l l a o p e r a z i o n e d e l d e g a s s a m e n l o c h e , q u a l o r a d i f e t t o s o , p o t r e b b e c a u - s a r e la f o r m a z i o n e di i o n i n e g a t i v i l e n t i con c o n s e g u e n t e r i c o m b i n a - z i o n e degli i o n i stessi. L ' e f f e t t o d o v u t o a l l a r i c o m b i n a z i o n e nel c a s o d e l l ' a r i a d o v r e b b e essere a l q u a n t o s e n s i b i l e d a t a la f o r t e affinità e l e t t r o n i c a d e l l ' o s s i - g e n o , e in ogni m o d o q u e s t o e f f e t t o d o v r e b b e a u m e n t a r e con la pres- sione i n t e r n a d e l c o n t a t o r e . Lina m i s u r a o r i e n t a t i v a e s e g u i t a i n q u e s t o senso, p r o v e r e b b e q u e s t a n o s t r a s u p p o s i z i o n e : n u o v e d e t e r m i n a z i o n i sono n e c e s s a r i e p e r a c c e r t a r e q u a n t o sia e s a t t o p e r u n c o n t a t o r e a basso r e n d i m e n t o , r i e m p i t o con gas e a p r e s s i o n i d i f f e r e n t i , a m m e t - t e r e c h e basii u n a sola c o p p i a di i o n i c r e a l a in q u a l s i a s i p u n t o i n t e r n o I O N I Z Z A Z I O N E S P E C I F I C A P I I D I A R I A D E L L A RADIAZIONE C O S M I C A N E L L ARIA 3 5 9 dei c o n t a t o r e p e r a v e r e uno i m p u l s o : è c i ò c l i c ci p r o p o n i a m o di f a r e in p r o s s i m e m i s u r e . Roma — Istituto Nazionale di Geofilica — Maggio 1948. RIASSUNTO Con un metodo basalo sulla misura della efficienza di un con- tatore di Gcigcr-Miillcr a bassa pressione, si determina la ionizza- zione specifica media nell aria della radiazione cosmica al livello del mare. Il valore trovato è in accordo con i/uello misuralo da altri au- tori. sia con lo stesso metodo che con camere di Wilson. B I B L I O G R A F I A ( L ) P . M . B I . A C H . E T R . Prue. Roy. S o c . A. 1 5 9 . 1 < 1 9 3 7 ) . ( - ) E . J . W I L L I A M S . Proc. Roy. Soc.. 1 3 5 , 111!; ( 1 9 3 2 1 . R . B . BRODE, Rei. of Uo'/I. Pliys. 1 1 . 2 2 2 ( 1 9 3 9 ) . < 3 ) E . J . WILLIAMS. Ree. of Mod. Phys. ( 1 9 3 8 ) . (•') W . l i . ILAZEN. Phys. Ree. 6 5 . 2 5 9 ( 1 9 4 1 1 . l ' i M . G . E . COSYNS. A mure. 1 9 3 8 . 284. ( 1 9 3 6 ) . W . E . D A N F O R T H a n d W . E . R A M S E Y , Phys. Rei. 4 9 . 8 5 4 ( 1 9 3 6 ) . ('•) G . MARTELLI E M . SANTANGELO. I n c o r s o di s t a m p a s u l Nuovo Cimento. I 7 ) S . A . KOIIFF. a n d W . E . DANFORTH. Journ. Frank. Insiit. 2 2 8 . 1 5 9 ( 1 9 3 9 ) . ( 8 L R . H . W o o D W A R D W O D W A R D a n d I . C . S T R E E T , Phys. Ree. 4 6 . 1 0 3 2 ( 1 9 3 4 ) . ('•') E . J . W I L L I A M S a n d T E R R Ò e x , Proc. Roy. Soc. 1 2 6 . 2 8 9 ( 1 9 3 0 ) . C.ORSON a n d R . B . B R O D E . Ì'IIYS. Rei. 5 3 . 7 7 3 ( 1 9 3 8 1 . W . E . H A Z E N . Phys. Ree. 6 3 . 1 0 7 ( 1 9 1 3 ) . ( 1 0 ) J . D E Y R I E S a n d G . 1 . S i z o o , Pliysica. V I , 5 9 3 ( 1 9 3 9 ) .