Antiproton annihilation at rest in deuterium

Summary

Annihilation of antiprotons at rest in the Lawrence Radiation Laboratory’s 15-inch deuterium-filled bubble chamber has been studied. Particular emphasis was on investigation of the characteristics of the antiproton-neutron annihilations. With a total of 2071 observed events, the ratio of the number of annihilations on protons to that on neutrons was found to be 1.3±0.07. The observed momentum distribution of proton recoils accompanying the neutron-annihilation products deviates strongly from the deuterium internal-momentum distribution and cannot be explained by final-state pion-proton interactions. Three-body effects are considered. Multiplicity and momentum distributions of the annihilation products are in agreement with predictions of a Lorentz-invariant phase-space model with an interaction volume of radius about 2.2 pion Compton wavelengths. Annihilations yielding K-mesons accounted for 0.05±0.01 of the neutron annihilations.

Riassunto

Si è studiata l’annichilazione di antiprotoni in quiete nella camera a bolle di 15 pollici del Lawrence Radiation Laboratory riempita di deuterio. Si sono studiate particolarmente le caratteristiche delle annichilazioni antiprotone-neutrone. Con un totale di 2071 eventi osservati, si è trovato che il rapporto fra il numero di annichilazioni su protoni e quello su neutroni è 1.33±0.07. La distribuzione osservata degli impulsi dei rinculi dei protoni che accompagna i prodotti dell’annichilazione dei neutroni devia fortemente dalla distribuzione dell’impulso interno del deuterio e non può essere spiegato da interazioni pione-protone dallo stato finale. Si tien conto degli effetti di tre corpi. La molteplicità e le distribuzioni degli impulsi dei prodotti di annichilazione sono in accordo con le predizioni di un modello di spazio delle fasi invariante di Lorentz con un volume di interazione di circa 2.2 lunghezze d’onda di Compton del pione. Le annichilazioni che producevano mesoni K rendevano conto di 0.05±0.01 annichilazioni di neutroni.