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物理学選書 5
宇宙線（改訂版）
Cosmic Rays
東京大学名誉教授 理博 小田 稔 著
Ａ５判／426頁／定価6600円（本体6000円＋税10％）／
初版1972年11月発行，復刊2002年8月発行
ISBN 978-4-7853-2305-9 （旧ISBN 4-7853-2305-1）
C3042
（オンデマンド方式による印刷・製本）
1960年の初版発行以来，地球近傍から太陽系空間についての知識にいちじるしい発展があり，宇宙線のふるまいについても新しい眼で見なければならなくなった．また，宇宙電子，γ線，Ｘ線などの知識が新たにつけ加わり，宇宙線と宇宙との関係については全面的に書き直すことを余儀なくされてきた．
天体物理学の分野で多大なる活躍・貢献をした著者力作の改訂版．
1．序説
2．高エネルギー粒子の電磁的相互作用
3．粒子の検出装置
4．高エネルギー粒子と物質との核力による相互作用
5．超高エネルギー現象
6．大気中の宇宙線
7．$\mu$ 中間子とニュートリノ
8．１次宇宙線
9．宇宙線の時間変化
10．電波天文学と宇宙線
11．宇宙からくる電磁波──Ｘ線と $\gamma$ 線
12．宇宙線の起源
序文
1．序説
1.1 宇宙線の研究
1.2 宇宙線研究の歴史
1.3 素粒子と高エネルギー粒子の物理学
参考文献
2．高エネルギー粒子の電磁的相互作用
2.1 電磁的相互作用（Electromagnetic lnteraction）
2.2 電離（lonization）
2.3 電磁散乱
2.4 質量の測り方
2.4.1 飛程-運動量（$R-p$）法
2.4.2 飛程-電離（range-ionization）法
2.4.3 飛程-銀粒子密度（range-grain density）法
2.4.4 飛程-散乱（range-scattering）法
2.4.5 銀粒子密度-散乱（grain density-scattering）法
2.5 制動輻射（Bremsstrahlung）
2.6 シンクロトロン輻射（Synchrotron Radiation）
2.7 逆コンプトン効果（Inverse Compton Effect）
2.8 光子（電磁波）と物質
2.8.1 光電効果
2.8.2 Compton散乱
2.8.3 電子対創生（pair creation）
2.8.4 光子の吸収
2.9 チェレンコフ輻射（Čerenkov Radiation）
2.10 カスケードシャワー
2.10.1 カスケード関数
2.10.2 カスケードシャワーの構造関数（Structure Function）
2.11 モンテカルロ法
参考文献
3．粒子の検出装置
3.1 電離箱（lonization Chamber）
3.2 比例計数管（Proportional Counter）
3.3 ＧＭ計数管
3.4 シンチレーションカウンター（Scintillation Counter）
3.5 チェレンコフカウンター（Čerenkov Counter）
3.6 半導体検出器
3.7 ウィルソン霧箱
3.8 泡箱（Bubble Chamber）
3.9 スパークチェンバー
3.10 固体飛跡検出法（Solid State Track Detector）
3.11 原子核乾板（Nuclear Emulsion）
3.12 飛跡検出器の性能
参考文献
4．高エネルギー粒子と物質との核力による相互作用
4.1 核力と中間子
4.2 中間子の性質
4.2.1 $\pi-\mu-e$ 崩壊
4.2.2 $\pi$ 中間子と $\mu$ 中間子の質量
4.2.3 中性 $\pi$ 中間子 ── $\pi^0$
4.2.4 中間子の吸収
4.2.5 $\pi$ のスピンパリティー
4.3 素粒子の衝突（衝突の運動学，Kinematics）
4.4 核子の衝突
4.4.1 $p-p$，$n-p$ 散乱
4.4.2 $\pi$ 中間子の発生
4.4.3 $\pi$ 中間子と核子の反応
4.4.4 光子と核子の反応
4.4.5 核子の励起状態
4.5 ハイペロンと $K$ 中間子
4.5.1 ハイペロンと $K$ 中間子の生成
4.5.2 Strangeness（奇妙さ）
4.5.3 共鳴状態
4.5.4 坂田模型と８重項模型
4.6 スターと透過シャワー（原子核反応）
4.6.1 核子と原子核の衝突
4.6.2 スター
4.6.3 透過シャワー
4.6.4 スターの２次粒子
4.6.5 $\pi$ と原子核の衝突
4.6.6 光子と原子核との衝突
4.7 中間子の多重発生
参考文献
5．超高エネルギー現象
5.1 超高エネルギー
5.2 ジェット
5.2.1 ジェットの性質
5.2.2 エマルジョンチェンバーE.C.C.の巨大化
5.2.3 チャカルタヤのE.C.C.
5.3 中間子多重発生の模型（モデル）
5.3.1 Fermi模型
5.3.2 Landau模型
5.3.3 ２つの火の玉模型（丹生模型）とＨ量子模型
5.3.4 アレフ模型
5.4 空気シャワー
5.4.1 空気中の核カスケード
5.4.2 空気シャワー
5.4.3 空気シャワーの横広がり
5.4.4 観測の方法
5.4.5 $N-\mu$ 図
5.4.6 空気シャワーの芯
5.4.7 水平空気シャワー
5.4.8 その他の観測方法
5.4.9 空気シャワーと超高エネルギー素過程
参考文献
6．大気中の宇宙線
6.1 宇宙線の諸成分
6.2 $\mu$ 中間子成分
6.2.1 $\mu$ 中間子のエネルギースペクトルと地下宇宙線の強度
6.2.2 $\mu$ の天頂角分布
6.2.3 $\mu^+/\mu^-$ 比
6.3 電子，光子成分
6.4 $N$ 成分
6.5 大気中の宇宙線エネルギーの収支勘定
6.6 大気中につくられる同位元素
6.7 大気中のＣ$^{14}$
参考文献
7．$\mu$ 中間子とニュートリノ
7.1 弱い相互作用
7.2 $\mu$ と $\nu_e$，$\nu_{\mu}$
7.3 地下宇宙線
7.4 $N$ 中間子と原子核との衝突
7.5 ニュートリノ $\nu$ の検出
参考文献
8．１次宇宙線
8.1 １次宇宙線
8.2 地磁気効果
8.3 エネルギースペクトル
8.4 宇宙線の組成
8.5 １次電子
参考文献
9．宇宙線の時間変化
9.1 まえおき
9.2 大気効果（気温，気圧効果）
9.3 太陽の影響
9.4 惑星間空間のプラズマ
9.5 Forbush decrease と太陽フレア
9.6 地球磁気圏と放射線帯（Van Allen帯）
9.7 恒星日変化（宇宙線の異方性）
9.8 宇宙線の永年変化
参考文献
10．電波天文学と宇宙線
10.1 銀河系の渦巻構造とハロー
10.2 電波望遠鏡
10.3 宇宙電波
10.4 Thermal radiation と non-thermal radiation
10.5 高速電子とシンクロトロン輻射
10.6 銀河磁場
10.7 かに星雲（Crab Nebula）
10.8 ＨII領域と電波分子分光学
参考文献
11．宇宙からくる電磁波──Ｘ線と $\gamma$ 線
11.1 まえおき
11.2 Ｘ線と星
11.3 銀河系外のＸ線源
11.4 宇宙の空洞輻射（３Ｋ輻射）
11.5 宇宙Ｘ線の一様成分
11.6 $\gamma$ 線天文学
11.7 まとめ
参考文献
12．宇宙線の起源
12.1 銀河系の構造
12.2 銀河系の中の宇宙線
12.2.1 銀河系の中の宇宙線の寿命
12.2.2 低エネルギー宇宙線
12.2.3 宇宙線の等方性
12.3 超新星
12.4 宇宙線の起源
12.4.1 超新星起源
12.4.2 フェルミの加速理論
12.4.3 中性子星による加速
12.4.4 銀河系外起源
参考文献
付録1
定数表
星の色と等級（magnitude）
付録2
Lorentz変換
重心系
動いている荷電粒子のまわりの電磁場
索引
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小田 稔
おだ みのる
1923年 北海道に生まれる．大阪帝国大学理学部卒業．大阪大学助手，大阪市立大学助教授，東京大学原子核研究所助教授，マサチューセッツ工科大学客員教授，東京大学宇宙航空研究所教授，宇宙科学研究所教授・所長，理化学研究所理事長，東京情報大学学長などを歴任．主な著書・訳書に『青い星を追って』（日経サイエンス社），『宇宙の探究』『Ｘ線天文学』（以上 中央公論社），『宇宙・天文大辞典』（監訳，丸善）などがある．
（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）
見えない星空への招待
宇宙が奏でるハーモニー
天空からの虹色の便り
Ｘ線でさぐる
ブラックホール
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