Photon production in proton-proton collisions at 23.1 GeV

Summary

The energy spectra of photons produced in p-p collisions at 23.1 GeV proton kinetic energy have been measured at the laboratory angles of 1.75°, 3°, 6°, 10°, 16° and 27° by means of a lead glass total absorption Cerenkov counter. A strong, energy-dependent, anisotropy in the cm. system is found. The go laboratory energy spectra have been calculated from the experimental υ-ray spectra. Measurements of the photons produced at the three smallest angles in p-Be and p-Al collisions at 23.1 GeV indicate a production cross-section per nucleon smaller by a factor 1.4 and 1.9, respectively, compared to the free nucleon case. The photon yield as function of the incident proton energy has been studied at 6° laboratory angle in the p-Be collision. The comparison of our experimental values with a statistical model shows that the model predicts well the total photon production cross-section and the cm. energy spectrum averaged over the total solid angle. The angular distribution is more anysotropic than the limiting one predicted by a statistical model with angular momentum conservation.

Riassunto

Usando un oontatore di Cerenkov ad assorbimento totale, abbiamo misurato gli spettri energetici dei fotoni prodotti nell’urto p-p a 23.1 GeV agli angoli di 1.75°, 3°, 6°, 10°, 16° e 27°. Nel sistema del centro di massa troviamo una forte anisotropia. II confronto dei nostri risultati con il modello statistico mostra che questo modello predice bene la sezione d’urto totale per produzione di fotoni e lo spettro energetico mediato sugli angoli nel centro di massa; l’anisotropia é invece molto maggiore di quella massima prevedibile dal modello statistico. Dagli spettri sperimentali per fotoni sono stati calcolati gli spettri per π^o. La misura dei fotoni prodotti ai tre angoli più piccoli nelle collisioni p-Be e p-Al a 23.1 GeV mostra una sezione d’urto di produzione per nucleone più piecola rispettivamente di un fattore 1.4 e 1.9 in confronto a protoni liberi. È stata anche misurata la produzione di fotoni a 6° nell’urto p-Be per differenti energie dei protoni ineidenti.