Hyperfragments produced by K⁻ capture in nuclear emulsion: π⁰ decay modes

Summary

This is a systematic study of the π⁰-decays of light hypernuclei (A⩽5) produced by K⁻ capture in nuclear emulsion. Approximately 3·10⁴ K⁻ stars were examined, yielding a total of 94 l-prong events satisfying the following conbitions:R _c⩾5 µm, 8 µm⩽R ₀⩽50 µm,θ⩾66°, whereR _c is the range of the primary (connecting track),R ₀ that of the secondary (recoil) andθ the angle between their directions at their point of intersection. Of the 69 events which could be charge (Z) identified, 55 hadZ=1 and 14Z=2. In theZ=1 category the true π⁰-events could not be separated from 1-prong Σ⁻-events because of the overwhelming (≳ 90%) contribution of the latter. It is concluded that probably all the 14Z=2 events represent true He_Λ decays (∼ 10⁴He_Λ and ∼ 4⁵He_Λ). In addition, three 2-prong events were consistent with the interpretation as⁴He_Λ decays. One can define for the π⁰-decays of⁴He_Λ the ratio:R′(⁴He_Λ)=(two-body decays)/(all decays — «unobservable» ones); the «unobservable» ones being π⁰-neutron-recoil decays with recoil momenta <110 MeV/c and other modes with ⩾1 neutron. A valueR′(⁴He_Λ)=0.82 ^+.15_−.18 is found here. The analogous quantity for⁴H_Λ was computed from the data of ref. (¹⁰) and yieldsR′(⁴H_Λ)=0.88 ^+0.07_−0.06 . These two numbers are equal within their experimental errors. This equality is consistent with the assumption |p _{_}/s _{_}|=|p ₀/s ₀| as predicted by the ΔT=1/2 rule. The ratio, ϱ, of two body π⁰-decays of⁴He_Λ to the total number of π⁻-decays of⁴He_Λ was determined to be 0.7±0.4. Accordingly as the spin of⁴He_Λ is 0 or 1, ϱ is a measure of the strength either of thes- or of thep-wave channel in the neutral mode of the free Λ decay.

Riassunto

In questo articolo si fa uno studio sistematico dei decadimentiπ ⁰ di ipernuclei leggeri (A⩽5) prodotti da cattura K⁻ in emulsione nucleare. Si sono esaminate approssimativamente 3·10⁴ stelle K⁻ producenti in totale 94 eventi conl rami, eventi che soddisfano le seguenti condizioni:R _c ⩾ 5µm, 8µm⩽R ₀⩽50 µm,θ⩾66°, doveR _c è il percorso del primario (traccia di collegamento),R ₀ è il percorso del secondario (rinculo) eθ è l’angolo compreso fra tali direzioni nel loro punto di intersezione. Dei 69 eventi di cui si è potuta identificare la carica (Z), 55 hannoZ=1 e 14Z=2. Nella categoriaZ=1 non si sono potuti separare gli eventiπ ⁰ veri dagli eventi Σ⁻ conl rami a causa del preponderante contributo (≳ 92%) di questi ultimi. Si conclude che con ogni probabilità tutti i 14 eventi conZ=2 rappresentano decadimenti He_Λ veri (∼ 10⁴He_Λ e ∼ 4⁵He_Λ). Oltre a ciò, tre eventi con 2 rami potevano interpretarsi come decadimenti⁴He_Λ. Per i decadimentiπ ⁰ del⁴He_Λ si può definire il seguente rapporto:R′(⁴He_Λ)=(decadimenti a due corpi)/(tutti i decadimenti — quelli osservabili); in esso i decadimenti «inosservabili» sono decadimenti di rinculo neutronicoπ ⁰ con impulsi di rinculo <110 MeV/c ed altri modi di decadimento con uno o più neutroni. Si trova qui, un valoreR′(⁴He_Λ)=0.82 ^+.15_−.18 . La grandezza analoga per⁴H_Λ è stata calcolata con i dati di cui alla nota (10); si haR′(⁴H_Λ)=0.88 ^+0.06_−0.05 . Questi due numeri sono uguali entro i limiti dei rispettivi errori sperimentali. Tale uguaglianza è coerente con l’ipotesi |p ⁻/s ⁺|=|p ₀/s ₀| prevista dalla regola ΔT=1/2. Si è trovato che il rapportoϱ ₄ fra i decadimentiπ ⁰ di due corpi del⁴He_Λ ed il numero totale dei decadimentiπ ⁻ del⁴He_Λ è uguale a 0.7±0.4. A seconda che lo spin del⁴He_Λ è 0 o 1ϱ è una misura dell’intensità dei canali d’ondas op nel modo neutro del decadimento del Λ libero.