Positive-pion absorption by C nuclei at 130 MeV

Summary

About 1500 absorption events of π⁺ in flight (∼ 130 MeV of kinetic energy) have been studied in a propane bubble chamber. The corresponding cross-section is (189 ± 19) mb/C nucleus, about one half of the total inelastic cross-section. The absorption on two nucleons with low excitation of the residual nucleus seems to be responsible for 10% of the σ_{tot abs} only, while the capture by an α-cluster seems to be more important (∼40% of the total). The events have been analysed according to their charged-prong multiplicity. Data concerning two-prong events agree with the theoretical predictions calculated by assuming the dominance of the reaction π⁺(np)→pp and by using the impulse approximation model; however a large fraction of them (∼40%) is due to the absorption on an α-cluster: π⁺(α)→ppd with very-low-energy transfer to the deuteron. Three-prong events have been interpreted as due to the process π⁺(α)→pppn and qualitative agreement between data and theory has been found. Some data on many-prong events are also reported.

Riassunto

Si sono studiati circa 1500 eventi di assorbimento di π⁺ in volo (di ∼ 130 MeV di energia cinetica) in camera a bolle a propano. La sezione d’urto corrispondente è (189 ± 19) mb per nucleo di carbonio, che è circa la metà della sezione di urto totale anelastica. L’assorbimento su due nucleoni con bassa eccitazione del nucleo residuo sembra essere responsabile soltanto del 10% della σ_{tot ass}, mentre la cattura da parte di una sottostruttura α sembra essere più importante (∼40% del totale). Gli eventi sono stati analizzati secondo la molteplicità dei loro rami carichi. I dati concernenti gli eventi a due rami sono in accordo con le predizioni teoriche calcolate adottando il predominio della reazione π⁺(np)→pp e usando il modello dell’approssimazione degli impulsi; comunque un’alta percentuale di essi (∼40%) è dovuta all’assorbimento su una sottostruttura α secondo la reazione π⁺(α)→ppd con un trasferimento molto basso di energia al deuterone. Gli eventi a tre rami sono stati interpretati come dovuti al processo π⁺(α)→pppn ed è stato trovato un accordo qualitativo tra i dati e la teoria. Sono riportati anche alcuni dati sugli eventi a molti rami.

Реэюме

В пропановой пуэырьковой камере были исследованы около 1500 случаев поглошения π⁺ на лету (с кинетической знергией ∼ 130 МзВ). Соответствуюшее поперечное сечение составляет (189±19)μ6 на ядро С, то есть около половины полного неупругого поперечного сечения. Поглошение на двух нуклонах с малым воэбуждением остаточного ядра, по-видимому, ответственно только эа 10% от полного сечения поглошения, тогда как эахват а-кластером является, по-видимому, более важным (∼ 40% от полного сечения). Был проведен аналиэ событий в соответствии с множественностью их эаряженных лучевых следов. Данные, относяшиеся к двухлучевым событиям, согласуются с теоретическими предскаэаниями, вычисленными в предположении доминантности реакции π⁺(nр) → рр и, испольэуя модель импульсного приближения. Однако больщая часть событий (∼ 40%) обусловлена поглошением на α-кластере: π⁺α → ррd с очень малой передачей знергии дейтрону. Трехлучевые события были интерпретированы, как процессы π⁺α → рррn, и получено качественное согласие между зкспериментальными данными и теорией. Также приводятся некоторые данные по многолучевым событиям.