Production of strange particles by 4.3 GeV π^- in emulsion

Summary

A large stack of emulsion has been exposed in the 4.3 GeV π^- beam of the Berkeley Bevatron. 317 K⁺ and 96 K^- stopping in the stack have been observed; 184 K⁺ and 66 K^- have been followed back to an originating star made by a beam π^-. The origins of K^- are larger than those of K^-, as far as the numbers of black and grey prongs are concerned, and the emission of the K^- is more concentrated in the forward direction than that of the K⁺. Charged gS of moderate energy have been observed in the origin of K⁺; their frequency is 0.17 ^+0.12_0.36 per star. The mean free paths for production of K⁺ and K^- of energy < 150 MeV in emulsion are (4 700± 1200) cm and (24000± 7000) cm respectively. The majority of the K⁺ stopping in the stack are probably produced in secondary collisions in the nucleus of pions resulting from the first impact of the incoming π^- A larger fraction of the K^- is probably produced in the first collision. Approximate values of the production cross-sections of strange, particles by the collisions of 4.3 GeV π^- with nucleons can be deduced from the study of suitably selected small origins of K⁺ and K^-. The cross-section for the production of K⁺ is ∼ 0.7 mb. For K^-, it is probably ≥ 0.3 mb. It, thus appears that as the pion energy increases from 1 to 4 GeV, there is no pronounced increase in the total cross-section for strange-particle production. The K K production becomes a substantial fraction of the total, and the direct hyperon production probably remains about constant or decreases.

Riassunto

Un grosso pacco di emulsioni è stato esposto al fascio di π^- di 4.3 GeV del bevatrone di Berkeley. Si sono osservati 317 K⁺ e 96 K^- arrestati nel pacoo. 184 K⁺ e 66 K^- sono stati seguiti all’indietro fino a una Stella originaria prodotta da uno dei π^- del fascio. Le origini dei K⁺ sono più ampie di quelle dei K^- per quanto riguarda il numero di rami neri e grigi e l’emissione dei K^- è più concentrata in avanti di quella dei K^-. All’origine dei K⁺ si sono osservati gS carichi di moderata energia; la loro frequenza è 0.17 ^0.12_-0.06 per Stella. I cammini liberi medi per la produzione di K⁺ e K^- di < 150 MeV in emulsione sono rispettivamente ({dy4700} ±1200) cm e (24000 ±7000) cm. La maggioranza dei K⁺ arrestati nel pacco sono probabilmente prodotti in collisioni nucleari secondarie dei pioni risultanti dal primo urto dei π^- incidenti. Una frazione maggiore dei K^- è probabilmente prodotta nella prima collisione. Valori approssimati delle sezioni d’urto di produzione di particelle strane nella collisione dei π^- di 4.3 GeV coi nucleoni si possono dedurre dallo studio di ristrette origini di K⁺ e K^- opportunamente scelte. La sezione d’urto per la produzione di K⁺ è ∼ 0.7 mb. Per i K^- è probabilmente ≥ 0.3 mb. Appare pertanto che, crescendo l’energia dei pioni da 1 a 4 GeV, non si ha un aumento pronunciato della sezione d’urto totale per la produzione di particelle strane. La produz one K-K risulta essere una sostanziale frazione del totale e la produzione diretta di iperoni resta probabilmente costante o decresce.