A comparison of the production of pions and hyperons in nuclear interactions of very high energy

Summary

Recently, it lias been suggested that in nuclear collisions at ultra-high energies (> 10⁴ GeV), the production of hyperons, carrying a large part of the primary energy, may become a frequent process. The high-energy pion flux in the atmosphere may then be dominated by pions from decay in flight of such hyperons, rather than pions created directly in the collisions (pionization). This hypothesis has been examined in the light of our data on the frequency of soft cascades produced in emulsion/heavy element stacks flown at aircraft altitudes. It is shown that the high-energy pion flux can be well accounted for in terms of direct pion production. The flux from the latter process is always of the same order as, or greater than, the maximum possible pion flux from hyperon decay. Our results at these high energies are consistent with a production probability of hyperons, carrying a large part of the primary energy, no greater than the value observed (∼ 5%) at accelerator energies (25 GeV).

Riassunto

Recentemente è stato suggerito che, nelle collisioni nucleari di energia elevatissima ( 10>⁴ GeV), la produzione di iperoni, che portano una grande parte dell’energia primaria, può diventare un processo fréquente. Il flusso di pioni di alta energia nell’alta atmosfera può allora essere dominato dai pioni di decadimento in volo di tali iperoni, piuttosto che dai pioni creati direttamente nelle collisioni (pionizzazione). Questa ipotesi è stata esaminata alla luce dei nostri dati sulla frequenza délie cascate molli prodotte nelle pile di emulsioni con elementi pesanti innalzate ad altitudini raggiungibili con aereoplani. Si mostra che il flusso di pioni di alta energia può essere spiegato bene con la produzione diretta di pioni. Il flusso prodotto da quest’ultimo processo è sempre dello stesso ordine o più grande del massimo flusso possibile di pioni prodotto dal decadimento degli iperoni. I nostri risultati a queste alte énergie sono in accordo con una probabilità di produzione di iperoni, che portano una grande parte dell’energia primaria, non maggiore del valore osservato (∼ 5%) aile énergie di accelerazione (25 GeV)