Central heavy-ion collisions with emulsion at 4.2 GeV/c per incident nucleon

Summary

Multiplicity and angular distributions of particles produced in central collisions between¹²C ions and emulsion nuclei were studied at momentum 4.2 GeV/c per incident nucleon. The investigated data represent the most central collisions which had ever been studied yet. Events of central collisions are defined, here, as those having no projectile charged fragments, even a singly charged one, emitted within 3° of the beam direction. The analysis of the experimental data shows agreement with the limiting-fragmentation hypothesis. The multiple production of particles in central collisions is not in disagreement with the assumption of a superposition of nucleon-nucleon collisions. The angular distributions of target fragmentation particles, grey and black particle tracks corresponding to proton kinetic energies 27 <T⩽ 400 andT⩽ 27 MeV, respectively, do not show any statistically significant peak which would have been attributed to a collective « shock wave » phenomenon. The longitudinal velocity of the emitting system, found from black-track analysis, is low and typically equals (0.014 ± 0.002)c.

Riassunto

Sono state studiate la molteplicità e le distriibuzioni angolari delle particelle prodotte in collisioni centrali tra ioni¹²C e nuclei d’emulsione ad un impulso di 4.2 GeV/c per nucleone incidente. I dati studiati rappresentano le collisioni piú centrali che siano state mai studiate flnora. Gli eventi delle collisioni centrali sono qui deflniti come quelli che non hanno frammenti carichi del proiettile, neppure con una sola carica, emessi entro 3° rispetto alla direzione del fascio. L’analisi dei dati sperimentali è in accordo con l’ipotesi della frammentazione limite. La produzione multipla di particelle nelle collisioni centrali non é in disaccordo con l’assunto di sovrapposizione delle collisioni nucleone-nucleone. Le distribuzioni angolari delle particelle di frammentazione del bersaglio, tracce grigie e nere di particelle che corrispondono, rispettivamente, ad un’energia cinetica del protone di 27 <T ⩽ 400 eT ⩽ 27 MeV, non mostrano un picco statisticamente signiflcativo che sarebbe stato attribuito al fenomeno collettivo di « onda d’urto ». La velocità longitudinale del sistema emittente, che si trova analizzando le tracée nere, é bassa e tipicamente uguale a (0.014 ± 0.002) c.

Резюме

Исследуются распределения множественности и угловые распределения частиц, образованных при центральных соударениях ионов¹²С с импульсом 4.2 ГэВ/с на падающий нуклон с ядрами эмульсии. В работе анализируются центральные соударения. К событиям центральных соударений относятся такие события, в которых отсутствуют заряженные фрагменты, даже один заряженный фрагмент, испущенные внутри 3° относительно направления пучка. Анализ экспериментальных данных обнаруживает согласие с гипотезой ограниченной фрагментации. Множественное рождение частиц в центральных соударениях не противоречит предположению о суперпозиции нуклон-нуклонных соударений. Угловые распределения частиц, образованных при фрагментации мишени, серые и черные треки частиц, соответствующие кинетической энергии протонов 27 < T ≤ 400 и T≤27МэВ, соответственно, не обнаруживают статистически заметного пика, который можно было бы приписать коллективному явлению « ударной волны ». Продольная скорость испускаемой системы, полученная из анализа черных треков, составляет (0.014 ±0.002) с.