π—-p interactions at 650 MeV

Summary

We have investigated the interactions of (650±15) MeV π— in a hydrogen bubble chamber. About 10⁴ pictures were examined and 4561 events (1946 elastic, 1204 neutrals, 1315 single-pion production, 96 multi-pion production) were found along a 33.75·10⁵ cm total track length. The values of the deduced cross-sections are σ(π^--p, elastic) = = (17.82 ± 0.70) mb, σ(neutrals) = (11.35 ± 0.54) mb, σ(π^-π⁰p) = (4.79 ± 0.26)mb, σ(π^-π⁺n) = (7.05 ± 0.34)mb, σ(π^-π⁺π⁰n) = (0.71 ± 0.08)mb, σ(π^-π⁰π⁰p) = (0.05 ± 0.02)mb, σ(total) = (41.82 ± 0.15) mb For the elastic events, the differential cross-section was fitted by a fifth-order polynomial of cos ϑ and also expanded in a sum of Legendre polynomials: we deduce that the higher azimuthal states, up toF _5/2, are present. For the single-pion production the effective mass distributions were compared with the Olsson-Yodh isobar model predictions. The agreement with the model is not very satisfactory for the enhancements in the mass effective spectra of the π⁺π^-, π^-π⁰, di-pion channels nor for the c.m.s. angular distributions.

Riassunto

Si discutono i risultati sulle interazioni π^--p a (650±15) MeV in camera a bolle ad idrogeno. Vengono presi in considerazione 4561 eventi (1946 elastici, 1204 neutri, 1315 con produzione di un solo pione, 96 con produzione multipla) trovati in ∼10⁴ foto per un cammino totale di 33.75·10⁵ cm. Si danno le sezioni d’urto σ(π^--p, elastici) = = (17.82 ± 0.70) mb, σ(neutri) = (11.35 ± 0.54) mb, σ(π^-π⁰p) = (4.79 ± 0.26)mb, σ(π^-π⁺n) = (7.05 ± 0.34)mb, e quelle per produzione multipla σ(π^-π⁺π⁰n) = (0.71 ± 0.08)mb, σ(π^-π⁰π⁰p) = (0.05 ± 0.02)mb, σ(π^-π⁺π^-p) = (0.05 ± 0.02)mb. La sezione d’urto totale è σ totale = (41.82 ± 0.15) mb . La sezione d’urto differenziale per gli eventi elastici è sviluppata in un polinomio di quinto grado in cos ϑ e sviluppata in somma di polinomi di Legendre; si deduce che sono presenti anche gli stati di quanto azimutale più elevato fino aF _5/2. Per la produzione singola si confrontano con il modello di Olsson-Yodh le distribuzioni delle masse effettive. Il modello non rende adeguatamente conto né dei picchi riscontrati nella distribuzione delle masse effettive dei canali dipionici (π⁺π^- e π^-π⁰) né delle distribuzioni angolari.

Резюме

Мы исследовали взаимодействия π^--с энергией (650±15) МэВ в водородной пузырьковой камере. Было изучено 10⁴ снимков и было обнаружено 4561 событий (1946 упругих, 1204 нейтральных, 1315 с рождением одного пиона, 96 с множественным рождением пионов) вдоль трека с полной длиной 33.75·10⁵ см. Получены величины приведенных поперечных сечений: σ(π^--p, упругие) = = (17.82 ± 0.70) мб, σ(хейграднхные) = (11.35 ± 0.54) мб, π^--p мб, σ(π^-π⁰p) = (4.79 ± 0.26) мб, σ(π^-π⁺n) = (7.05 ± 0.34) мб, σ(π^-π⁺π⁰n) = (0.71 ± 0.08) мб, σ(π^-π⁰π⁰p) = (0.05 ± 0.02) мб, σ(попное)=(41.82±0.15) мб. Для упругих процессов, дифференциальное поперечное сечение описывается полиномом пятой степени от cos θ и также разлагается в сумму полиномов Лежандра: мы выводим, что присутствуют высшие азимутальные состояния, вплоть лоF _5/2. Эффективные распределения масс для рождения одного пиого пиона сравнивались с предсказаниями изобарной модели Олсона-Йодха. Согласие с моделью является неудовлетворительным и для увеличений в эффективных спектрах масс π⁺π^-, π^-π⁰, двухпионных каналов, и для угловых распределений в с.ц.м.