Study of YY production in two, three and four body final states by 3.0, 3.6 and 4.0 GeV/c antiprotons in hydrogen

Summary

We present the results on hyperon-antihyperon production by 3.0, 3.6 and 4.0 GeV/c antiprotons in hydrogen. We used about 300 000 pictures taken in an antiproton beam from the CERN proton synchrotron with the 81 cm Saclay hydrogen bubble chamber. A systematic study was made of interactions leading to a hyperon and an antihyperon with or without additional pions in the final states. The analysis indicates that the cross-sections for each of these processes are of the order of few tens of microbarns or less and that, whereas for the two-body final states the cross-sections decrease when the$\bar p$ momentum increases from 3.0 to 4.0 GeV/c, the cross-sections for 3 and 4 body final states remain constant. For most of these events the angular distributions show a strong forward peaking of the antihyperon in the c.m.s. of the interaction. This suggests that a peripheral-type mechanism is predominant in these processes. About half of the events of the type$\bar pp \to Y\bar Y\pi$ or$\bar pp \to Y\bar Y\pi \pi$ proceed via the formation of hyperon or antihyperon resonances. The$\overline {Y\mathop *\limits_1 } (1385)$,$\overline {Y\mathop *\limits_0 } (1405)$,$\overline {Y\mathop *\limits_0 } (1520)$ resonances and their charge con ugates are produced with masses, widths and decay branching ratios consistent with the values found in other experiments. The cross-sections for the reactions$\bar pp \to A\bar Y$ or$A\overline {Y*}$ are consistently larger by a factor varying from 2 to 6 than those corresponding to the reactions$\bar pp \to \Sigma ^0 \bar Y$ or$\Sigma ^0 \overline {Y*}$.

Riassunto

Si presentano i risultati sulla produzione di iperoni-antiiperoni con antiprotoni di 3.0, 3.6 e 4.0 GeV/c in idrogeno. Si sono usate circa 300 000 fotografie prese in un fascio di antiprotoni del protosincrotrone del CERN con la camera a bolle ad idrogeno liquido da 81 cm di Saclay. Si è fatto uno studio sistematico delle interazioni che portavano ad un iperone ed un antiperone con o senza pioni addizionali nello stato finale. L’analisi indica che le sezioni d’urto di ciascuno di questi processi sono dell’ordine di poche decine di microbarn o meno e che, mentre per lo stato finale a due corpi le sezioni d’urto decrescono quando l’impulso dei$\bar p$ cresce da 3.0 a 4.0 GeV/c, le sezioni d’urto per gli stati finali a 3 o 4 corpi rimangono costanti. Per la maggior parte di questi eventi le distribuzioni angolari presentano un forte picco in avanti degli antiperoni nel sistema del centro di massa dell’interazione. Ciò suggerisce che un meccanismo di tipo periferico predomini in questi processi. Circa la metà degli eventi del tipo$\bar pp \to Y\bar Y\pi$ o$\bar pp \to Y\bar Y\pi \pi$ procedono tramite la formazione di risonanze iperoniche o antiiperoniche. Le risonanze$\overline {Y\mathop *\limits_1 } (1385)$,$\overline {Y\mathop *\limits_0 } (1405)$, e$\overline {Y\mathop *\limits_0 } (1520)$ e le loro coniguate di carica si producono con masse, ampiezze e rapporti di suddivisione del decadimento conformi ai valori trovati in altri esperimenti. Le sezioni d’urto delle reazioni$\bar pp \to A\bar Y$ o$A\overline {Y*}$ sono concordemente più grandi di un fattore variante fra 2 e 6 di quelle corrispondenti alle reazioni$\bar pp \to \Sigma ^0 \bar Y$ o$\Sigma ^0 \overline {Y*}$.