The (π⁺,$\pi \mathcal{N}$) reactions on carbon at 130 MeV: A bubble-chamber experiment) reactions on carbon at 130 MeV: A bubble-chamber experiment

Summary

The (π⁺,$\pi \mathcal{N}$) reactions at ∼130 MeV (kinetic energy) have been investigated by means of a propane bubble chamber. About 250 events of quasi-elastic scattering on bound protons of thep ands shells have been analysed and the results compared with the predictions of the impulse approximation model (IAM): the agreement is generally good. We obtained the following results: the best values for the parameterA appearing in the harmonic-oscillator form factors areA _p =(160±10) MeV/c andA _s =(300±30) MeV/c forp- ands-shell protons respectively; the total cross-section for the (π⁺, π⁺p) reaction is (66±10) mb and the ratio between the cross-sections for the separation of ap- or as-proton is 1.5±0.2. About 100 charge exchange events have been collected; the corresponding cross-section is (36±5) mb, while the estimedσ for (π⁺, π⁰p) is (18±3) mb. In the limit of the statistics it seems that also this reaction can be explained on the basis of the IAM. Data concerning the reactions (π⁺, π⁺n) based on ∼100 events show some discrepancies with the IAM predictions which cannot be easily explained by the poor statistics and by the difficulties of the experimental analysis. The ratio between the cross-sections for separation of a p and of a n is 1.7±0.2.

Riassunto

Sono state studiate le reazioni (π⁺, π$\pi \mathcal{N}$) a ∼130 MeV (energia cinetica) mediante una camera a bolle a propano. Sono stati analizzati circa 250 eventi di diffusione quasi elastica su protoni legati dei livellip eds ed i risultati ottenuti sono stati confrontati con le predizioni del modello dell’approssimazione degli impulsi (IAM): l’accordo è generalmente buono. Abbiamo ottenuto i seguenti risultati: i valori migliori per il parametroA che compare nei fattori di forma dell’oscillatore armonico sonoA _p =(160±10) MeV/c eA _s =(300±30) MeV/c per i protoni del livellop eds rispettivamente; la sezione d’urto totale per la reazione (π⁺, π⁺p) è (66±10) mb ed il rapporto tra le sezioni d’urto per la separazione di un protonep o di un protonep o di un protones è 1.5±0.2. Sono stati selezionati circa 100 eventi di scambio carica; la sezione d’urto corrispondente è (36±5) mb mentre laσ stimata per (π⁺, π⁰p) è (18±3) mb. Nel limite della statistica sembra che anche questa reazione possa essere spiegata sulla base del IAM. I dati riguardanti le reazioni (π⁺, π⁺n) basati su ∼100 eventi mostrano, con le predizioni del IAM, qualche discrepanza che non può facilmente essere spiegata per la bassa statistica e le difficoltà dell’analisi sperimentale. Il rapporto tra le sezioni d’urto per la separazione di un protone e di un neutrone è 1.7±0.2.

Реэуме

В пропановои пуэыряковои камере были исследованы реакции (π⁺,$\pi \mathcal{N}$) при кинетическои знергии ∼ 130 МэВ. Было проаналиэировано около 250 событии кваэи-упругого рассеяния на свяэанных протонахp иs оболочек. Полу-ченные реэулятаты сравниваутся с предскаэаниями модели импулясного прибли-зения и получается хорощее согласие. Мы получили следуушие реэулятаты: наилучщие эначения для параметраA, появляушегося в форм-факторах гармони-ческого осциллятора, составляутA _p =(160±10)MзB/c иA _s =(300±30) MзB/c соответственно для протоновp иs оболочек; полное поперечное сечение для реакции (π⁺, π⁺p) равно (66±10)мб и отнощение мезду поперечными сечениями для отрываp илиs протона составляет 1.5±0.2. Были отобраны около 100 событии с переэа-рядкои. Соответствуушее поперечное сечение составляет (36±5)мб, тогда как вычисленное б для реакции (π⁺, π⁰p) равно (28±3) мб. В пределе болящои статистики, по-видимому, зта реакция такзе мозет бытя общяснена на основе модели импуля-сного приблизения. Данные, относяшиеся к реакциям (π⁺, π⁺n), основанные на аналиэе ∼ 100 событии, обнарузиваут некоторые расхоздения с предскаэаниями модели импулясного приблизения, которые не могут бытя общяснены малои стати-стикои и трудностями зксперименталяного аналиэа. Отнощение мезду поперечными сечениями для отрыва р и n составляет 1.7±0.2.