من أهم التفاعلات التي تحدث في الغلاف الجوي بين الأشعة الكونية الابتدائية وجزيئات الغلاف الجوي تلك التي تشعلها الجسيمات ذات الطاقات العالية جدا (تفاعلات نووية)، حيث يتبع التصادم الأول بسلسلة من التفاعلات (تصادمات وتفككات) ينتج عنها الآلاف وحتى الملايين من الجسيمات الثانوية تسمى هذه السلاسل الزخات الهوائية ويوجد نوعين من هذه السلاسل هما:

- السلاسل الهادرونية Hadronic Cascade

وتمثل الحزم التي تنتج عن تصادم البروتونات أو النوى بجزيئات الهواء ينتج عن التصادم الأول الهادرونات (الشكل (3–5)) وهي البايونات ⁺π, ⁰π, ^-π والكايونات ^±K, K⁰ حيث تشكل البايونات الأغلبية العظمى، زمن حياة للبايونات المتعادلة π⁰ قصيرة جدا (8.4×10^-17 sec) تتفكك بعدها إلى فوتوني كاما

 الشكل (3–5)

مركبات السلسلة الهادرونية

ينتج عن تفاعل هذه الفوتونات مع النوى تشكل الزوج e⁺، e^-.

والأزواج بدورها وعن طريق الكبح تؤدي إلى إصدار إشعاعات كهرومغناطيسية.

والبايونات المشحونة ⁺π, ^-π، ذات الطاقات العالية ينتج عن تفاعلاتها (بايونات أخرى) مشحونة ومتعادلة (تتكرر هذه العملية عدة مرات إلى أن تبلغ طاقة البايونات القيمة الحرجة GeV E_c^π =  تبدأ عندها بالتفكك الى ميونات ونيوترينات) زمن الحياة للبايونات ⁺π هو (2.6×10^-8 sec)

بعد مسار طويل نسبيا تتفكك الميونات إلى الكترونات ونيوترينات:

تتفكك الكايونات وفق قنوات كثيرة تظهر فيها جميعا البايونات، الميونات والأزواج e^-, e⁺ وفوتونات كاما:

تحتوي الحزم الهادرونية بصفة عامة على ثلاثة مركبات هي: المركبة الهادرونية والميونية والكهرومغناطيسية. مع العلم أن كل مركبة تأخذ اسمها من النواتج النهائية للسلسلة.

- السلاسل الكهرومغناطيسية Electromagnetic Cascade

وتمثل سلسلة التفاعلات التي تشعلها جسيمات خفيفة وذات طاقة عالية مثل الفوتونات أو الالكترونات (البوزترونات)، تحتوي هذه الحزم على الالكترونات، البوزترونات والفوتونات وتتميز بالانتظام وأهم العمليات الفيزيائية التي تحدث فيها، هي تحول الفوتونات إلى أزواج من الالكترونات والبوزترونات، الإشعاع عن طريق الكبح

وتأثير كومتون (Compton effect)، إضافة إلى عمليات أخرى بمعدلات ضعيفة. بالإضافة إلى تواجد هذه الحزم بشكل مستقل فإنها تتواجد أيضا بشكل ثانوي في الحزم الهادرونية أنظر الشكل (4–5).

الشكل (4–5)

سلسلة كهرومغناطيسية

مواضيع ذات صلة

Nuclei and particles

النيوترينات Neutrinos

النيوكليونات Nucleons

النوى الثقيلة Heavy Nuclei

المركبة الكهرومغناطيسية

الميونات Mouns

الأشعة الكونية الثانوية Secondary Cosmic Rays

طيف الطاقة للأشعة الكونية الأولية

الأشعة الكونية الأولية primary cosmic ray

اكتشاف الأشعة الكونية

الإشعاع الكوني Cosmic Rays

تبادل الفوتون والعمل الموضعي Photon Exchange and Local Action