Nuclear scattering of K⁺-mesons in the energy region of 80 MeV

Summary

The scattering of K⁺-mesons by nuclei of photoemulsion has been investigated in the 60 to 100 MeV region. Data on 27 collisions of K⁺-mesons with hydrogen nuclei, collected from various laboratories, are also presented. The angular distribution of the elastic scatterings is compared with curves calculated byCosta andPatergnani for an optical model of the nucleus. The inelastic scattering data are, instead, compared with the results of a calculation performed with the Monte Carlo method, for a Fermi-gas nuclear model. Experimental evidences, such as the frequent occurrence of small angle elastic scatterings and the rarity of large energy losses, argue in favour of a repulsive nuclear potential acting on the K⁺-meson. The angular distribution of the K⁺-p collisions is then satisfactorily described assuming a predominants-wave scattering for energies lower than ∼ 50 MeV in the center of mass system. The data on the K⁺-nuclei inelastic scattering are shown instead to be well described, on the basis of the Fermi model, with the assumption that the K-nucleon cross-section is peaked backwards or is energy dependent. The influence of the two isotopic spin states which intervene in the K-nucleon scattering is discussed.

Riassunto

Nel presente lavoro sono presentati i risultati di una esperienza sulla diffusione di mesoni K⁺ d’energia compresa fra 60 e 100 MeV da parte dei nuclei della emulsione fotografica. Si riportano anche dati relativi a 27 esempi di collisione tra un mesone K⁺ ed un nucleo d’idrogeno, raccolti tra diversi laboratori. La distribuzione sperimentale degli angoli di diffusione elastica viene paragonata con curve calcolate daCosta ePatergnani per il modello ottico del nucleo. I dati sulla siffusione inelastica sono paragonati invece con i risultati di un calcolo, eseguito con il metodo di Monte-Carlo, per un modello nucleare a gas di Fermi. Alcuni fatti sperimentali, e cioè l’elevato numero di diffusioni elastiche a piccolo angolo e la scarsità di collisioni fortemente inelastiche, suggeriscono che il potenziale nucleare agente sul mesone K⁺ sia repulsivo. La distribuzione angolare delle collisioni K⁺-protone può essere allora descritta in modo soddisfacente supponendo che, al disotto d’energie di circa 50 MeV nel baricentro, l’ondas sia dominante. I dati sulla diffusione inelastica K⁺-nucleo si lasciano invece meglio descrivere, sulla base del modello a gas di Fermi, qualora si supponga che la sezione d’urto dell’interazione K⁺-nucleone abbia una distribuzione angolare lievemente diretta all’indietro o dipenda dall’energia. Viene discussa la possibile influenza dei due stati di spin isotopico che intervengono in questa interazione.