LS W W

WE We En posant W= » on trouve immédiatement Pme D? | spas w (i-w5) ‘(par 125 F , Wien KeY) k Way |

La formule déterminant l'épaisseur en un point donné, sera obtenue en égelant cette valeur à 300.

? e 2 C'est : W

uw (4-0) = 0,187 (1)

Pour W, donné (donc une épaisseur donnée), l'énergie par nucléon sera Alors donnée en fonction des solutions W de cette équation par :

E=0,458 CE em MeV, Way, em KeV) (2) F W équation qui s'obtient immédiatement en remplaçant dans y - h ; Rs" par sa valeur en fonction de E . 2m c° fi?

L'épaisseur-maxima sera obtenue en cherchant la valeur de wW' correspondant, pour un W donné, au maximum de nn , par conséquent de l'ex-

pression W' (1-0) * + C'est donc Am ce :

Pour ce nmximum, la formule ci-dessus donnes imédistement : W=0,892Z. (S) La longueur de la pointe est alors fournie par la valeur correspondante de € , valeur résultant de wW,= + « C'est : E,=1,56 W =1,22Z (em MeV) (4)

Pour déterminer la forme complète de la pointe, il suffit alors de transformer les équations (1) et (2), en exprimant Wien fonction de

l'épalsseur de la trace, et € (ou W ) en fonction du parcours restant.

19.) En ce qui concerne l'épaisseur, nous avons admis la proportionnalité entre het Wy. Nous prendrons, pour Wy < 10Kw,

Wi, he (en Hs W, en KeV )}. Ces veleurs se raccordent à la courbe

adoptée plus haut pour W,2 10 KeY.

Nous aurons donc :

e=2h20,2W, (eemu,Wy emkKev) (5)

2°) En ce qui concerne le parcours, uns autre difficulté se présente : Lien que la capture des électrons joue sans doute peu de rôle dans l'épaississement Ep traces, tout au moins pour les Z peu élevés, 11 faut malgré tout en tenir compte dans le calcul du parcours en fonction de l'énergie ; cette capture a pour effet d'allonger la pointe par rapport à ce qu'elle serait si ce phénomène ETS G pas ee

11 est facile d'ailleurs d'évaluer cet allongement. Nous avons vu

précédemment que la longueur totale sur laquelle se produit la capture est approximativement (pour Z pas trop élevé)

L=0,166 AZ siouz 710,352 si A-22Z ,

l'énergie par nucléon au début de la capture étant E= € . Si la char-

ge restait Z jusqu'à l'arrêt, et si R° est le parcours réduit corn

respondant à ES le parcours restant, pour cette énergie serait Er na

En admettant comme plus haut Re + (pour € < 3 MeV), L,=0,055 AZ BU AZ +012:

L'allongement de la pointe, dù à la capture des électrons, est donc : AL=L-L,=0MAZ + Si A=27, NEO ERA

La pointe, comptée depuis le début de la capture, est sensibleïent 3 fois plus longue que ce qu'elle serait sans cette capture.

Pour un point quelconque de cette pointe, nous admettrons ce même rapport : pour une énergie donnée, le parcours restant sera 5 fois le parcours calculé en supposant que la charge reste Z .

On en déduit la relation cherchés entre le parours R et £ . R’ étant le parcours réduit correspondant à l'énergie €,

[Peur e< neS (Ret Renm,

VA (6) 2 2, À £ en keV ).

: (Pour £ > — =zR — +01" À

(P 3 10% © R=R ge +0, Z

A l'aide des fomules (1), (2), (3), (4), (5) et (6), nous pouvons tracer le diagramme complet des courbes donnant pour les différentes v2leurs de Z l'épaisseur théorique des grosses traces terminées dans

l'émulsion en fonction de la distance à l'extrémité. La Fig. 7 donne ce diagramue. La partie gauche des courbes calculées a été modifiée afin

a [e) et à 1 2 N N Læ EN [L S * D > (24) L — {À R ns [e) N > N Le] Le] Q [A g À N Etes PAS à = Il d ll Il + an oœ > Le]

‘que celles-ci partent, non pas de l'origine, mais du point e - 05, la trace ayent alors pour épaisseur le diemètre d'un grain.

b) Comparaison avec les résultats de l'observation.

De même que pour les courbes de densité de ô , cette comparaison est essentielle.

Nous avons dans ce but, examiné quatre rss traces LIT qui se terminent dans nos plaques tout en f-isant avec le plan de a plaque un angle faible. Cet angle est < 12°, ce qui permet d'observer l'amincissement réel, non défomé par le tassement des grains dù à la contraction de l'émulsion. Les longueurs dans la première plaque vont De 420 à 1.600 F , mais les traces peuvent être suivies sur plusieurs plaaues.

La charge de ces noyaux a été déterminée par comptage des rayons Ô de nos trois dimensions, sur une longueur suffisante pour que l'application de la méthode ci-dessus exposée permette de déterminer la charge sans ambiguïté, compte tenu d'un calcul d'erreur analogue à ceux que nous avons faits précédemment. Nous nous sommes servi :

1°) du nombre total des Ô sur différentes longueurs (Fig. 5 j;

20) de la valeur de la densité maxima des 5 de différentes tailles.

Dans ces calculs, on a tenu compte d'un allongement de la pointe dù à la capture des électrons de 0,22 Z .

On a trouvé ainsi pour les 4 noyaux Z = 4 sûr 6 sur 8 sur 9 probable.

Pour ce dernier, les probabilités respectives de Z=-9et 7-10 sont en valeurs relatives : (1)

par le nombre total de ô, sur 100! : 1 et 0,21 n " " de à, sur 320* : let O,14 pour la densité maxime des à, es MU. À a

11 y a donc une chance sur 4 ou 5, en gros, pour que ce dernier noyau possède un 7, égal à 10.

En outre, une cinquième grosse trace terminée dans 2'émulsion a été examinée. Elle est inclinée à 38° sur le plan de la plaque, et son Z, a été estimé à 20 de façon approximative.

L'extrémité de ces grosses traces a été examinée de près, et l'épaisseur moyenne mesurés en divers endroits.

Nous avons constaté une bonne concordance entre les courbes théoriques et expérimentales. Les principaux traits se retrouvent parfaitement : peu d'augmentation de l'épaisseur pour commencer, puis augmentation nette sur un certain parcours. Les valeurs des épaisseurs mazima, ainsi que les distances où 118 sont atteints, sont retrouvées également, avec toutefois une petite différence pour 2-4, pour lequel l'épaisseur mesurée est légèrement plus forte que l'épaisseur calculée.

11 ne faut pas s'exagérer la portée de cette concordance: en réalité elle repose sur les hypothèses qui sont à la base du calcul théorique : forme de la relation parcours-énergie pour les très faibles

énergies, facteur géométrique de réduction.

D'autres hypothèses seraient possibles et conâuiraient à des courbes sensiblement différentes. De meme ,la valeur de la densité limite produisant une trace "continue" n'est pas définie avec une grande exactitude; bien qu'elle ne puisse certainement pas varier du simple au double, une différence de 30% sur sa valeur, qui est possible, entrafnerait ure différence d'environ 15# sur les épaisseurs maxima.

Cependant, le calcul conserve son utilité. D'abord les hypothèses faites paraissant raisonnables, 11 montre que l'explication de l'amincissement par la diminution de dimension des à est bien probablement la bonne, du moins dans les plaques “sensibles aux électrons"?. De plus, il donne plus de consistance aux évaluations expérimentales, et pemet de les préciser, et de les extrapoler dans une certaine mesure.

Si notre explication est exacte, la capture des électrons ne se roduit que sur la dernière partie de l'amincissement; cette partie

TR UT TE plus faible que Z est Faible. Aînsil, pour 7-4, la capture se produit sur les 5 derniers hi , alors que l'amincissement est sensible sur environ 40 . Pour 2-8, ces deux longueurs sont respectivement 21t et environ 80 . Pour Z-20, slles seraient de l'orâre de 110 et 2007 +. Pour Z plus grand, la cepture se ferait sur toute la ‘“pointe" , dont la longueur serait alors commandée par le début de catte capture.

En outre, tant que Z n'atteint pas ces valeurs élevées, la lon-

gueur de la pointe, au lieu d'etre proportionnelle à Z? , comme 1e

veut la théorie de FREIER et AL. basée sur la capture des électrons, ‘! est plutot proportionnelle à Z , avec une augmentation même plus lente, surtout aux faibles 7 . Ce fait avait du reste déjà été remarqué par HOANG TCHANG FONG [29] , On voit que l'attribution aux 6 du rôle principal dans l'amincissement permet de l'expliquer parfaitement.

” 2) APPLICATION aux "POIGNARDS" des EÆTOI

Nous prenons pour base, dans l'identification des poignards, le diagramme de la Fig.7. Les courbes des 7, {mpairs sont obtenues par intrapolation . La détermination du Z (ou des différents Z possibles) se fait directement en comparant la forme observée avec celles résultant des différentes courbes.

Signalons un trait caractéristique de ces courbes, qui découle aussi bien des dservations que du calcul : c'est la presque-superposition de la partie gauche des courbes, pour R < 40 ou 50 x, entre 7-7 et Le environ: Cette proximité provient d'une compensation qui se produit,

orsque Z augmente, entre, d'une part la diminution de l'énergie néces-

saire:pour produire une meme largeur de trace, et d'autre part, l'accroissement de l'allongement du à la capture des électrons.

Ceci introduit une indétermination sur le Z des poignards jusqu'à environ 50! de long, lorsqu'ils présentent la forme correspondant à ce paquet de courbes. On voit que pour pouvoir distinguer ces différents

Z , 11 faut une longueur s'approchant de celle donnant l'épaisseur maxima, longueur qui se trouve plutot aux environs de 70! . Sinon,l'indétermination ne peut être levée. Dans ce cas, nous donnons les différentes valeurs de Z possibles, en admettant que la plus faible est la plus probable.

Remarquons que malgré l'indétermination sur Z , l'énergie par nucléon € peut être fixée en fonction deR de façon assez précise. On constate, en effet, que € varie extremement peu avec Z dans cette zone du diagramme. Cela peut du reste se voir immédietement : E est fonction

As d du parcours réduit Re (R=— 0,22 Z°) (si A=22):- id 0,33Z 20

si R=-0,66 Z°. Pour Z-8, R=42 F. Pour une trace de cette longueur, à des Z voisins de 8, correspondre sensiblement la meme énergie € , soit 3,8 Key.

Bien entendu, cette évaluation de la charge par l'épaisseur n'est possible que sur les traces peu incinées sur le plan de la plaque ( inclinaison < 20° environ). Lorsque l'inclinaison est plus forte, le tassement des grains dû à la contraction, produit un élargissement des traces. Mais, même dans ce cas, l'amincissement reste parfois nettement visible, et permet d'affirmer qu'on a affaire à un fragment lourd, dont la charge ne peut alors &être qu'estimée #srossièrement .

KHous evone observé 50 poiznards, en plus de ceux qui sont suffisamment longs pour être identifiés grâce aux Ô , et qui ont été mentionnés ci-dessus comme tels; leurs longueurs vont de 33! à 155F ,et est le plus souvent comprise entre 60! et 100! .

La charge a été déterminée avec plus ou moins de certitude suivant les cas, au moyen du diagramme (Fig. 7). Elle va de 3 à 8 environ.

L'énergie par nucléon du départ € , ss déduit ensuite immédiatement de la lonsueur À du poignard par l'évaluation du parcours réduit. On a:

R'LRL20/2272 59 TO s R> 0,33 Z°

A R= — R— .24ÿ KR < 0,352":

3 À ” Les énersies trouvées vont de 3 à 6,B MeV par nucléon. L'inclinai- Fer : son sur le plan de la plaque atteint 49°; dans les ; des ces, elle ne . dépasse pas AE

En outre, on a conservé également 11 cas de "“poignards" non déterminés dans l'émulsion, soit que l'épaisseur diminue avant la sortie de l'émulsion, soit même qu'on ne voie guère verier cette épaisseur, mais que s° valeur anormslement forte, sans que des à distincts soient présents, indique que l'on se trouve vers la naissance d'un 'poignard" . L'épaisseur Gonne alors une limite inférieure de la chergse.

+ lin FRAGMENTS __INSTABLES .

Nous avons vu les deux principaux aspects permettant de reconnaître et d'étudier les fragments lourds, traces à nombreux Ô et poisnards. I1 nous reste à mentionner quelques cas spéciaux, dans lesquels les fragnents sont instables, et se reconnaissent à leurs pICRRRES de décomposition. Parmi sux, nous étudierons en détail le cas au BRBe.

l) Noyau à radioactivité (à :

Lorsqu'un 1sotope radioactif est émis, l'électron (8 est produit en général après l'arrêt du fragment, et il peut être observé sous la forue d'une trace au minimum â‘ionisation partant du point d'arrêt du fracment.

Sur 63 frasrnents terminés dans l'émulsion, nous avons observé seulement 2 noyeux radioactifs, ce qui montre qu'en #énéral, less fragments émis sont stables. Cependant, il est possible que plusieurs électrons

B aient échappé à l'observation, surtous si leur énergie est faible. ,

PICKUP et voyvoo1c PS] trouvent également que les fragments raûioactifs sont rares, dans le domaine d'énergie qui nous occupe : ils ont observé. 5 cas, pour des traces d'au moins 30Ë de long ,dans 4.000 étoiles d'au moins 6 branches ,alors que nos deux fragments radioactifs proviennent de l'exzmen de 2.000 étoiles d'au moins 7 branches.

De ces deux fragments, le premier sort d'une trace de 804 dont l'aspect et l'épaisseur montrent qu'il s'agit de Z < 5. L'énergie de

l'électron, estimée par le scattering est 5,1 4 ve MeV. Il est pro- »

bable qu'il s'agit d'un noyau de 128 , jont la période est 0,027 sec,

et l'énergie maxima à l'électron de 12 MeY. Le deuiième fragment radioactif présente une trace en poignard de 36 E de lon, dont l'épaisseur correspond au "paquet" de courbes allant de Z-7 à 7-12. L'énergle de l'électron, non mesurable, est plus faible que pour le précédent. De nombreux Îsotopes radioactifs sont possibles. |

2) "“Marteaux'".

Ces traces, maintenant classiques, ont été observées pour la première fois par OCCHIALINI et POWELL [1] (1947), et expliquées par

l'émission d'un Ëliqui, une fois à l'arrêt, se décompose suivant

8); ,; pe + E” suivi de Be +X . Le noyau intermédiaire de BBe

ne prend qu'une énergie nézlifeable, de sorte que les deux X sont éis

avec des impulsions opposées, ce qui donne la forme caractéristique du poer » dont le manche aboutit au milieu de la partie rectilisne erminale.

PERKINS ES fait remarquer qu'une partie de ces"marteaux"pLouvant etre due , non pasè Li, mais à des noyaux de ËBe dont la vie moyenne serait beaucoup plus longue que d'habitude, ce qui leur permettrait de s'arreter avant la décomposition en deux x . Ce serñnit le cas pour des

états excités de 8Be à moment angulaire orbital ? impair et élevé : pour & impair, la décomposition directe en deux % est impossible (conservation de la parité); celle-ci doit etre précédée par l'éuission d'un Y ramenant le noyau à un état à { pair (0 ou 2 en général)). Lorsque £ est élevé, cette émission Ÿ suppose un grand chansement de mouent angulaire, et par conséquent, la période en sera plus longue, ce qui permet au noyau excité de s'arreter avant l'émission du ,puis la décomposition. La distinction entre les marteaux dus à BLLet ceux dûs à Be est possible sur les plaques G5 : les premiers comportent un électron partant du milieu de la partie terminale, alors que les seconds n'en aur2ient pas. Nous n'avons pas observé un nombre suffisant de marteaux pour voir si une fraction en est attribuable à 8Be. Compte tenu des électrons qui échappent à l'observation (par suite de leur inclinaison notamment), 11 semble bien que cette fraction, si elle existe, n'est pas srende,

Parmi les marteaux que nous avons observés, nous n'avons retenu que ceux dont le manche possède une longueur 2 90 F, qui correspondent à une énergie par nucléon £ > 2,5 MeV. Des énergies encore plus faibles seraient trop loin du domaine des éneries des autres frasments aue nous observons, et n'apporteraient donc pas de résultats utiles . Cette restriction élimine une partie importante des marteaux. Nous en avons, de ce fait, conservé seulement 7, de longueurs 50F , 54F, 59F,

B 3) Paires d'x du Be -

a) Existence de l'émission du B Be, On remarque parfois

dans les étoiles cosmiques, deux traces voisines (faisant un angle de quelques degrés) dont l'aspect correspond à des particules X d'énergie modérée. Lorsque ces traces se terminent dans la plaque, on constate qu'elle ont souvent des longueurs comparables.

Bien que de telles paires soient rares, elles paraissent a priori: nettement plus fréquentes que ne seraient de simples associations fortuites de particules « émises indépendamment les unes des autres au cours de l'évaporation du noyau. Nous vérifierons du reste ce point par

la suite.

S'i1 ne s'agit pas de paires fortuites, 11 faut admettre qu'on a affaire aux produits de décomposition d'un noyau plus lourd: émis au cours de la désintégration. L'hypothèse la plus simple est qu'elle proviennent d'un noyau de “Be se décomposant en vol suivant la réaction

bien connue : Be =» X +.

| [a] Re

aa Lire ont été étudiées dans ce sens (PERKINS » CRUSSARD s