Properties of neutral strange particles produced in a xenon bubble chamber

Summary

By means of direct observations of the neutral decay modes Λ→n+π⁰ and K ⁰₁ →π⁰+π⁰ of Λ’s and K⁰’s produced in a 21 liter liquid xenon bubble chamber exposed to 1.0 GeV and 1.1 GeV π⁻ beams at the Bevatron, we measured the branching ratios

$$\begin{gathered} B_\Lambda = \frac{{(\Lambda \to \pi ^0 {\text{ + n}})}}{{(\Lambda \to \pi ^0 {\text{ + n) + }}\Lambda \to \pi ^ - {\text{ + p}}}} = 0.35 \pm 0.05, \hfill \\ B_{\text{K}} = \frac{{{\text{(K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^0 {\text{ + }}\pi ^0 )}}{{{\text{(K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^0 {\text{ + }}\pi ^0 ){\text{ + (K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^ - {\text{ + }}\pi ^ + )}} = 0.30 \pm 0.035 \hfill \\ \end{gathered} $$

, in agreement with predictions of the |ΔI|=1/2 rule. The fraction of all K⁰’s which did not decay into π⁺+π⁻ or π⁰+π⁰ in a time of the order of 10⁻¹⁰ s isX _K=0.47±0.03, as expected from the particle mixture description of the K⁰. Λ’s produced in xenon exhibit an « up-down » asymmetry associated with a polarization of the Λ normal to the production plane, although this polarization is not as great as that observed for Λ’s produced by similar beams in hydrogen. No significant forward-backward decay asymmetry of the Λ with respect to its own line of flight is found. Strange particle production cross-sections in xenon are reported.

Riassunto

Per mezzo della osservazione diretta dei processi neutri di decadimento Λ→n+π⁰ e K ⁰₁ →π⁰+π⁰ dei Λ e K⁰ prodotti in una camera a bolle a xenon da 21 litri esposta ai fasci di π⁻ da 1.0 ed 1.1 GeV del bevatrone, abbiamo misurato i rapporti di branching

$$\begin{gathered} B_\Lambda = \frac{{(\Lambda \to \pi ^0 {\text{ + n}})}}{{(\Lambda \to \pi ^0 {\text{ + n) + }}\Lambda \to \pi ^ - {\text{ + p}}}} = 0.35 \pm 0.05, \hfill \\ B_{\text{K}} = \frac{{{\text{(K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^0 {\text{ + }}\pi ^0 )}}{{{\text{(K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^0 {\text{ + }}\pi ^0 ){\text{ + (K}}_{\text{1}}^{\text{0}} \to \pi ^ - {\text{ + }}\pi ^ + )}} = 0.30 \pm 0.035 \hfill \\ \end{gathered} $$

, che sono in accordo con le predizioni della legge |ΔI|=1/2. La frazione di K⁰ che non decadono in π⁺+π⁻ oppure π⁰+π⁰ in un intervallo dell’ordine di 10⁻¹⁰ s èX _K=0.47±0.03 quale ci si attende dalla descrizione della miscela di particelle del K⁰. I Λ prodotti nello xenon presentano una asimmetria alto-basso associata ad una polarizzazione normale al piano di produzione, per quanto questa polarizzazione non sia elevata come quella osservata in Λ prodotti da fasci analoghi nell’idrogeno. Non si riscontra alcuna significativa asimmetria di decadimento avanti-indietro del Λ rispetto alla sua propria traiettoria. Si riportano le sezioni trasversali per la produzione di particelle strane.