Differential cross-sections for photoproduction of positive pions in hydrogen

Summary

The cross-sections σ(E_γ,ϑ ) for the reaction p^γ→ n⁺ have been measured near threshold as a function of photon energy and at four angles. See Table I. These results combined with previously known data, have given a fairly complete and accurate description of σ(E^γ,θ) between the limits 30°≤θ≤180° and 170≤ E_γ 270 MeV. See Table II and Pig. 2. Writing σ(E_γ,θ) = W·a₀ + a₁ cos θ + a₂ cos² θ× withW= ηωl +(μ/E_i)ξ ⁻¹·l + (μ/E _f )ω×⁻¹ (see formula (5)) the experimental data indicate that (Table III) a₀ is constant up to about E_γ ≃ 260 MeV; and that (Table V) the three a_i coefficients analyzed in terms ofS andP waves give a very small spin flippingP-amplitudeK. The presumption that theS amplitudeE ₁ ismainly due to the gauge invariance requirement is definitely not consistent with the data (see Table IV). A discussion based on the Kroll and Rudermann theorem leads to the conclusion that this inconsistency may be eliminated if allowance is made for the contribution of fairly large nucleon recoils. However, it turns out that only the changing sign part of these recoils is really large and apparently so up to terms of order higher than μM. The amount of the recoil at threshold is estimated and consequently a value for the pspv interaction constant is derived.

Riassunto

La sezione d’urto σ(E_γ,θ) per la reazione p → n⁺ è stata misurata in prossimità della soglia in funzione dell’energia fotonica e sotto quattro angoli. Vedi Tab. I. I risultati ottenuti combinati con dati precedentemente noti lianno fornito una descrizione abbastanza completa ed esatta di σ(E_γ,θ ) tra i limiti 30° ≤θ ≤180° e 170≤ ≤E_γ≤270MeV. Vedi Tab. II e Fig. 2. Scrivendo σ(E _γ,θ) = W·a₀+a₁ cos θ+a₂ cos² θ× conW= nω·1+(μ/E_i)×^-1 ·1+(μ/E_fω×^-1 (vedi formula (5)), i dati sperimentali indicano che (Tab. III) a₀ è costante fino a circa E_γ ≃ 260 MeV, e che (Tab. V) i tre coefficienti a_i analizzati in termini di ondeS e P danno una piccolissima ampiezza P di spin-flipping,K. La presunzione che l’ampiezzaSE, siaprincipalmente dovuta all’imposizione dell’invarianza di gauge non si accorda in alcun modo coi dati (vedi Tab. IV). Una discussione basata sul teorema di Kroll e Rudermann porta alla conclusione che questa incongruenza puó essere eliminata se si tien conto del contributo di rinculi nucleonici abbastanza energici. Tuttavia, risulta che solo la parte di tali rinculi che cambia di segno è realmente energetica ed apparentemente tale fino a termini di ordine superiore a μ/M. Si valuta la quantità di rinculo alla soglia e se ne deriva un valore per la costante di interazione pspv.