Sulla produzione di mesoni π nei nuclei pesanti ad opera di primari nucleonici energici

Riassunto

È stata studiata la produzione dei mesoni π in Al, Ag e Pb, assumendo il modello nucleare a particelle indipendenti e trattando le vicende dei mesoni nei nuclei come una successione di urti singoli, dall’atto della loro creazione, in un punto qualunque di un nucleo, fino alla loro fuoruscita od al loro assorbimento. In ciò ci siamo serviti delle sezioni d’urto di scattering, totali e differenziali, ricavate, in parte, direttamente dai risultati delle grandi macchine e, in parte, dedotte mediante il principio dell’indipendenza dalla carica delle forze nucleari e il metodo del bilancio dettagliato; la scarsità di dati precisi sulla sezione d’urto di assorbimento ci ha indotto ad assumere per essa tre curve diverse. Data la complessità dei fenomeni, il problema è stato trattato col metodo di Montecarlo; per ogni tipo di assorbimento assunto, sono state costruite due serie di modelli tridimensionali, rispettivamente per mesoni con energia iniziale di 100 e di 200 MeV (energia all’atto della creazione nell’interno del nucleo). La mancanza di indicazioni precise sullo spettro di produzione dei mesoni π, rende i risultati (che andrebbero mediati su di esso) non direttamente confrontabili con i dati sperimentali, eccetto quelli che si trovano-essere abbastanza indipendenti dall’energia iniziale: ciò accade per le sezioni d’urto di produzione dei π in funzione del numero atomico, che hanno tutte un andamento crescente, con tendenza alla saturazione, e per le distribuzioni angolari, che presentano due massimi, uno in avanti ed uno intorno a 100, 120 gradi. Nessuno di questi risultati sembra dipendere sensibilmente dal tipo di assorbimento assunto.

Summary

The production of π-mesons in Al, Ag and Pb has been studied, assuming the independent particles nuclear model, and treating the behavior of the pions in the nuclei, as a succession of single collisions, from their creation, at any point of a nucleus, till their coming out or their absorption. We used, for this, the total and differential scattering cross-sections, partially derived from the big machines data, and partially deduced by the charge independence principle and the detailed balancing method. The scarsity of precise data on the absorption cross-section induced us to assume for it three different curves. Owing to the complexity of the phenomena, we made a Montecarlo calculation, building two series of three-dimensional models, respectively for pions with an initial energy of 100 and of 200 MeV (energy at the creation inside the nucleus). The lack of precise indications on the pion production spectrum, makes our results (which should be averaged over it) not directly comparable with experimental data, except those which are found to be independent enough on the initial energy. This is the case of the total production cross-section of the pions, which increases with the atomic number and shows a tendency to saturation, and of the angular distributions, which indicate a maximum in the foreward direction and another between about 100 and 120 degrees. No one of these results seems to be dependent in a sensible way on the type of assumed absorption.