Proton-proton collisions at 3.5 GeV

Summary

Ilford G-5 emulsions were exposed to an external, 3.5 GeY proton beam of the Berkeley Bevatron. A total of 1200 nuclear interactions of beam protons was located, of which 128 were identified as protonproton collisions. Multiple scattering, blob density, range and angle measurements were employed to determine the cross-sections for elastic and inelastic interactions as well as the identities and center-of-mass system momenta and scattering angles of secondaries from inelastic proton-proton interactions. This analysis indicates a cross-section of (8.0±2.4) mb for elastic events, (24.1±2.9) mb for two-prong inelasitc events, (7.9±1.4)mb for four-prong events and (0.6±0.3) mb for sixprong events. The mean charged pion multiplicity in inelastic interactions is 1.5±0.2 and corresponds to an average degree of inelasticity of 0.45 ±0.06. Center-of-mass system angular distributions of charged secondaries from inelastic events display a peaking for small scattering angles which is most pronounced for protons and pions from events with low secondary multiplicity. Momentum and transverse momentum distributions of secondary protons and pions from inelastic events are presented and compared with the results at other energies. The angular distribution of elastically scattered protons is found to be in fair agreement with that predicted by a uniform optical model of radius 1.25-10^-13 cm and opacity 0.66.

Riassunto

Si sono esposte emulsioni Ilford G-5 al fascio esterno di protoni di 3.5 GeV del Bevatrone di Berkeley. Si sono localizzate in totale 1200 interazioni nucleari di oui 128 si sono identiflcate corne collisioni protoni-protoni. Si sono impiegate le misure dello scattering multiplo, della densità di blob, del range e degli angoli per determinare le sezioni d’urto per le interazioni elastiche ed anelastiche ed anche le identità, gli impulsi e gli angoli di scattering nel sistema del centro di massa dei secondari delle interazioni protone-protone anelastiche. Questa analisi indica una sezione d’urto di (8.0±2.4) mb per gli eventi elastici, (24.1±2.9) mb per gli eventi anelastici a due rarui, (7.9±1.4) mb per gli eventi a quattro rami e (0.6±0.3) mb per quelli a sei rami. La molteplicità media dei pioni carichi nelle interazioni anelastiche è 1.5±0.2 e corrisponde ad un grado medio di anelasticità di 0.45±0.06. Le distribuzioni angolari nel sistema del centro di massa dei secondari carichi da eventi anelastici presentano un picco per piccoli angoli di scattering che è più pronunciato per i protoni e i pioni da eventi con bassa molteplicità secondaria. Si presentano le distribuzioni dell’impulso e dell’impulso trasversale dei protoni e pioni secondari da eventi anelastici e si confrontano con i risultati ad altre energie. Si trova che la distribuzione angolare dei protoni con scattering elastico è in buon accordo con quella predetta da un modello ottico uniforme di raggio 1.25·10^-13 cm ed opacità 0.66.