Reactions π⁻p→π⁻p and π⁻p→π⁻π⁰p at 17 GeV/c

Summary

The reactions π⁻p→π⁻p and π⁻p→π⁻π⁰p for 1.7 GeV/c incident π⁻ have been studied, in 3094 and 2244 interactions respectively, identified from 10 106 two-prong events measured in film exposed at the BNL 20 in. hydrogen bubble chamber. The differential elastic-scattering cross-section is found to show a first and second diffraction peak and a first diffraction minimum with indications of a second minimum and onset of a third maximum. The experimental curve has been fitted by a black-dise optical-model formula with radius (0.80±0.03) fm and by a differential cross-section computed from the Dirac equation depending on two ranges, 0.7 fm attractive imaginary and 0.4 fm repulsive. The dominant mode (∼40%) of the π⁻π⁰p production is through the two-body channel, π⁻p→ϱ⁻p. We find the following cross-sections: σ(π⁻p→π⁻p mb, σ(π⁻p→π⁻p mb. The differential rhomeson production cross-section shows a diffraction peak having a dependence (dσ/dt)(π⁻p→ϱ^−p)=[(2.5±0.2) exp [(−5.3±0.5)t]] mb/(GeV/c)², wheret is the squared four0momentum transfer between incoming and outgoing proton in (GeV/c)², and a second diffraction maximum. It has been fitted by an optical-model formula for a bright ring of radius 0.80 fm and ring thickness 0.25 fm. The cross-section for σ(π⁻p→π⁻p was found to be (0.36±0.04) mb. From the inelastic data the Chew-Low dipion scattering cross-section has been computed, using various form factors. A form factor of unity is found to be acceptable.

Riassunto

Si sono studiate le reazioni π⁻p→π⁻p e π⁻p→π⁻π⁰p per π⁻ incidenti di 1.7 GeV/c in, rispettivamente, 3094 e 2244 interazioni, identificate in 10106 eventi a due rami misurata nel film esposto nella camera a bolle di 20 pollici del BNL. Si trova che la sezione d'urto differenziale di scattering elastico ha un primo ed un secondo picco di diffrazione ed un primo minimo di diffrazione con indicazioni di un secondo minimo e l'inizio di un terzo minimo. Si è approssimata la curva sperimentale con una formula di disco nero del modello ottico con raggio (0.80±0.03) fm e con una sezione d'urto differenziale calcolata dall'equazione di Dirac dipendente da due raggi d'azione, 0.7 fm immaginario attrattivo e 0.4 fm repulsivo. Il tipo predominante (∼40%) di produzione di π⁻π⁰p è quello nel canale a due corpi π⁻p→ϱ⁻p. Si trovano le seguenti sezioni d'urto: σ(π⁻p→π⁻π⁰p)=(5.41±0.54) mb, π⁻p→ϱ⁻p)=(2.06±0.21) mb. La sezione d'urto differenziale della produzione del mesone ρ mostra un picco di diffrazione con una dipendenza del tipo (dσ/dt)(π⁻p→ϱ^−p)=[(2.5±0.2) exp[(−5.3±0.5)t]]4 mb/(GeV/c)², dovet è il quadrato del quadrimomento trasferito fra il protone entrante e quello uscente in (GeV/c)², e mostra un secondo massimo di diffrazione. Lo si è approssimato con una formula del modello ottico per un anello luminoso di raggio 0.80 fm e spessore di 0.25 fm. La sezione d'urto per σ(π⁻p→π⁻p+neutre) è risultata essere (0.36±0.04) mb. Usando vari fattori di forma si è calcolata la sezione d'urto dello scattering del dipione di Chew e Low dai dati inelastici. Risulta che un fattore di forma unitario è accettabile.

Резюме

Были изучены реакции π⁻p→π⁻p и π⁻p→π⁻π⁰p при импульсе падающих π⁻ 1.7 ГэВ/с в 3094 и 2244 взаимодействиях соответственно, идентифицированных из 10106 двухлучевых событий, измеренных в пленке, экспонированной в BNL 20″ водородной пузырьковой камере. Найдено, что дифференциальное поперечное сечение упругого рассеяния обнаруживает первый и второй диффракционные пики и первый диффракционныи минимум с указаниями второго минимума и начала третьего максимума. Была проведена подгонка экспериментальной кривой посредством формулы оптической модели черного диска с радиусом (0.80±0.03) фм и посредством дифференциального поперечного сечения, вычисленного с помощью уравнения Дирака, зависящего от двух областей; 0.7 фм притяжение мнимое и 0.4 фм отталкивание. Преобладающая мода (∼40%) рождения π⁻π⁰p происходит через двухчастичный канал π⁻p→ϱ⁻p. Мы находим следующие поперечные сечения: σ(π⁻p→π⁻π⁰p=(5.41±0.54) мб, σ(π⁻p→ϱ⁻p)=(2.06±0.21) мб. Дифференциальное поперечное сечение рождения ρ-мезона обнаруживает диффракционный пик, имеющий зависимость, (dσ/dt) (π⁻p→ϱ⁻p)=[(2.5±0.2) exp [(−5.3±0.5)t]] мь/(ГэВ/с)², гдеt есть квадрат передаваемого четырех-импульса, между падающим и уходящим протоном в (ГэВ/с)², и обнаруживает второй диффракционный максимум. Была произведена подгонка посредством формул оптической модели прозрачного кольца с радиусом 0.80 фм и толщиной кольца 0.25 фм. Было найдено, что поперечное сечение для σ(π⁻p→π⁻p+составляет (0.36±0.04) мб. Исходя из неупругих данных, было вычислено поперечное сечение ди-пионного рассеяния Чу-Лоу, используя различные форм-факторы. Найдено, что единичный форм-фактор является приемлемым.