Състав

 

            Приблизително 90% от космическите лъчи са съставени от водородни атоми, на хелия се падат около 7%, а по-малко от 1% - на по-тежките елементи. А атомите на космическите лъчи са лишени от електронни обвивки, т.е. те са напълно йонизирани атоми или голи ядра. Причината за това е взаимодействието с веществото в процеса на техният пренос през  вселената. Взаимодействайки с неутрални частици те губят своята електронна обвивка (така нареченото „презареждане”). Естествено е да се зададе въпроса: как химическият състав на космическите лъчи се отнася към състава на звездите във Вселената и към състава на Слънцето? Отговорът е даден във фиг. 1, където е приведено относителното съдържание (спрямо кислорода) на различни елементи в състава на космическите лъчи, на Слънцето и на звездите. Може да се види, че съставът на космическите лъчи приблизително съответства на разпространението на елементите във Вселената. С изключение на 2 случая: Първо, в космическите лъчи се наблюдават значително повече леки ядра (Литий, Берилий, Бор). Второ тежки ядра близки до желязото. Как се е сформирал именно този състав на космическите лъчи? Освен ядрата на различните химични елементи в състава на космическите лъчи има и електрони. При равни енергии интензивността на електроните е приблизително 100 пъти по-малко от колкото на протоните. За разлика от протоните и по-тежките ядра, максималната енергия на електроните е приблизително 1014 еВ, тъй като се очаква при по-големи енергии техният поток рязко да намаля, поради така наречените синхотронни загуби.

            Съществуват ли античастици в състава на космическите лъчи? Тяхното присъствие би могло да свидетелства за наличието във Вселената на значително количество антивещество. За сега има само надеждни експериментални данни за съществуването на анти-протони в състава на космическите лъчи в ограничен диапазон на енергията. Търсенето на античастици с маса по-голяма от тази на анти-протона е задача на бъдещи експерименти.

 

 

Енергетически спектър на ядрата на космическите лъчи

 

Елемент

КЛ

Слънце

Звезди

Н

685

1445

925

Не

48

91

150

Li

0.3

<10-5

<10-5

Be-B

0.8

<10-5

<10-5

C

1.8

0.6

0.3

N

<0.8

0.1

0.2

O

1.0

1.0

1.0

Mg

0.32

0.05

0.04

Si

0.12

0.06

0.04

Fe

0.14

0.05

0.06

фигура 1