On the observation of fast Σ-hyperons emitted from the interactions of K⁻-mesons with emulsion nuclei

Summary

A study of fast baryons emitted from 12 150 K⁻ meson interactions at rest in emulsion has been made in order to determine the nature and extent of K⁻ meson-multinucleon capture processes. Fast Σ hyperons are produced in at least 9 per cent of all interactions while direct fast Λ⁰ hyperon production is indicated by the presence of 3 protons with energies exceeding 200 MeV. An upper limit of 30% is obtained for multinucleon processes (not producing π mesons) from consideration of π meson emission. The energy spectra for fast Σ hyperons and fast protons are given and mass determinations on a sample of so-called fast protons have revealed about 10% of deuterons and tritons. The suggestion in K⁻ European Collaboration Part II of an apparent infrequency of the reaction K⁻+n+n→Σ⁻+n has been confirmed and anα-particle model of K⁻ meson multinucleon interaction has been put forward to explain both this and the emission of deuterons and tritons.

Riassunto

Allo scopo di determinare la frequenza e le caratteristiche del processo di cattura « a più nucleoni » dei mesoni K⁻, sono stati studiate la frequenza e la distribuzione energetica dei barioni « veloci » (energia cinetica ⩾60 MeV per iperoni Σ) emessi da un gruppo di 12 150 interazioni di mesoni K⁻ a riposo. Gli iperoni Σ carichi « veloci » sono emessi con la frequenza del (2.3±0.2)%, i negativi essendo due volte più numerosi dei positivi. La frequenza di produzione di iperoni Σ carichi e neutri nell’ipotesi di processi « a due nucleoni » può essere valutata del 9%: questo è anche un limite inferiore per la frequenza dei processi « a più nucleoni » (nei quali non vengano prodotti mesoni π). Un limite superiore si ottiene dal rapporto π^±/K⁻, e risulta ∼30%. La presenza di protoni (non accompagnati da iperframmenti, mesoni π^± o iperoni Σ^±) con energia maggiore di 200 MeV indica la possibilità di produzione diretta di iperoni Λ⁰ in processi « a più nucleoni ». Si osserva infine che gli iperoni Σ⁻ « veloci » sono accompagnati in due terzi dei casi da un protone di più di 30 MeV, ed è raro che siano emessi senza essere associati ad altre particelle cariche, mentre gli iperoni Σ^± « veloci » sono raramente accompagnati da protoni veloci, mentre in poco meno del 40% dei casi sono l’unica particella carica emessa. Questo risultato può indicare una intrinseca rarità della reazione K⁻+n+n→Σ⁻+n, ma può essere interpretato anche come conseguenza dell’interazione del mesone K⁻ con un gruppo di nucleoni, di cui almeno uno è un protone, e in particolare con una particellaα. Il fatto che il 10% circa dei barioni veloci sia costituito da deutoni e tritoni è in accordo con questo modello.