Analysis of the annihilation reaction ^-_p p → 2π⁺2π⁻ at 3.6 GeV/c in terms of a multiperipheral model including resonances

Summary

The annihilation reaction ^-_p p → 2π⁺2π⁻ at 3.6 GeV/c appears to proceed through intermediate channels involving meson resonances ρ⁰, f⁰, g⁰. The multi-Regge model of Chan, Łoskiewicz and Allison (CŁA), which is found to give a good description of pion distributions such as c.m.s. angles and momenta, is inadequate for resonance formation. The introduction of resonances in the CŁA model by Plahte and Roberts leads to a rather poor description of the data and gives no information on the branching ratios of the intermediate states. So we attempt to introduce the resonances in the CŁA model by considering that they can be coupled to the nucleon Regge trajectory in the same way as pions through phenomenological coupling constants. Then, the amplitudes of all the multiperipheral graphs that can be drawn are added incoherently. This phenomenological model introduces one extra parameter/resonance relative to the original CŁA model. It may be extended to higher multiplicities. We found that this sum of amplitudes approximates well the physical situation at 3.6 GeV/c, equally well for pion and multipion distributions as for resonance formation. A straightforward extrapolation of the model to 1.2 and 5.7 GeV/c leads only to minor discrepancies.

Riassunto

Sembra che la reazione di annichilazione ^-_p p → 2π⁺2π⁻ a 3.6 GeV/c proceda attraverso canali intermedi che coinvolgono le risonanze mesoniche ρ⁰, f⁰, g⁰. Il modello multiplo di Regge, di Chan, Łoskiewicz ed Allison (CŁA), che dà una buona descrizione delle distribuzioni dei pioni, come gli angoli e gli impulsi nel centro di masse, è inadeguato per la formazione di risonanze. L’introduzione di risonanze nel modello di CŁA proposta da Plahte e Roberts porta ad un’inadeguata descrizione dei dati e non dà informazioni sui rapporti di suddivisione degli stati intermedi. Perciò si tenta qui di introdurre le risonanze nel modello di CŁA considerando che esse possono essere accoppiate alla traiettoria di Regge del nucleone tramite costanti di accoppiamento fenomenologiche nello stesso modo dei pioni. Allora le ampiezze di tutti i grafici multiperiferici che è possibile tracciare si addizionano in modo incoerente. Questo modello fenomenologico introduce un parametro addizionale per ogni risonanza rispetto al modello originale di CŁA. Esso può essere esteso a maggiori molteplicità. Si è trovato che questa somma di ampiezze approssima bene la situazione fisica a 3.6 GeV/c, egualmente bene per le distribuzioni dei pioni e multipioni che per la formazione di risonanze. Un’estrapolazione diretta del modello a 1.2 e 5.7 GeV/c porta solo a piccole discordanze.

Реэюме

По-видимому, реакция аннигиляции ^-_p p → 2π⁺2π⁻ при 3.6 ГзВ/с протекает череэ 9 промежуточных каналов, включаюших меэонные реэонансы ρ⁰, f⁰, g⁰. Множественная модель Редже, предложенная Чен, Лощкевичем и Аллисоном (CŁA), которая дает хорощее описание пионных распределений, как например, углов в системе центра масс и импульсов, окаэывается неадекватной для реэонансной дорму-лировки. Введение реэонансов в CŁA модель, проведенное Платом и Робертсом, приводит к довольно плохому описанию зкспериметальных данных и не дает информации об отнощении ветвей промежуточных состояний. Так что мы пытаемся ввести реэонансы в CŁA модель, предполагая, что зти реэонансы могут быть свяэаны с нуклонной траекторией Редже таким же обраэом, как и пионы, череэ феноменологические постоянные свяэи. Затем амплитуды для всех мультипериферическ их графиков, которые могут быть начерчены, некогерентно складываются. Эта феноменологическая модель вводит один дополнительный параметр-реэонанс по сравнению с исходной СЩА. моделью. Модель может быть обобшена на случай более высоких множественностей. Мы получаем, что зта сумма амплитуд одинаково хорощо аппроксимирует фиэическую ситуацию при 3.6 ГзВ/с для пионных и много-пионных распределений, а так же для реэонансной формулировки. Непосредственная зкстраполяция зтой модели на импульсы 1.2 и 5.7 ГзВ/с приводит лищь к неэначительным расхождениям.