Transverse-momentum distribution of secondaries from high-energy nuclear interactions and interpretation by means of a statistical model

Summary

An analysis of the experimental transverse momentump _t of secondary particles produced in high-energy nuclear interactions in the accelerator energy region is carried out. The average value ofp _t for each kind of particle is almost constant for primary energy from 6 GeV up to cosmic-ray energy. Several theoreticalp _t distributions are fitted to the experimentalp _t distribution. The experimentalp _t distributions of π-mesons, K-mesons, nucleons, Λ and Σ were well fitted by the theo-reticalp _t distributions derived from the momentum distributions of Planck for mesons and of Fermi for baryons. The characteristic parameterkT involved in the theoreticalp _t distribution is nearly constant for all kinds of particles and is ∼0.125 GeV. It is shown that thep _t distribution of protons from large-angle p-p elastic scattering and that of secondaries from inelastic interactions are similar in shape and are governed by the same statistical law. The relations between the above twop _t distributions are discussed. On the basis of statistical theory, a derivation of the theoreticalP _t distribution is given.

Riassunto

Si esegue un'analisi del momento trasversale sperimentalep _t delle particlle secondarie prodotte in interazioni nucleari di alta energia nella zona di energia degli acceleratori. Il valore medio dip _t per ciascuna specie di particelle è quasi costante per energie primarie da 6 GeV sino all'energia dei raggi cosmici. Si adattano molte distribuzioni teoriche dip _t alla distribuzione sperimentale dip _t. Le distribuzioni sperimentali dipt dei mesoni π, mesoni K, nucleoni, Λ e Σ sono bene approssimate dalle distribuzioni teoriche dip _t dedotte dalle distribuzioni di Planck per i mesoni e di Fermi per i barioni. Il parametro caratteristicokT usato nella distribuzione teorica dip _t è quasi costante per tutte le specie di particelle ed è ∼0.125 GeV. Si dimostra che la distribuzione dip _t dei protoni da scattering elastico p-p di grande, angolo e quella dei secondari da interazioni anelastiche sono di forma simile e sono governate dalla stessa legge statistica. Si discute la relazione fra le due suddette distribuzioni dip _t. Sulla base della teoria statistica si riporta una deduzione della distribuzione teorica dip _t.

Резюме

Производится экспериментальный анализ поперечных импулясовp _t вторичных частиц, рожденных в ядерных взаимодеиствиях при высоких энергиях, получаемых на ускорителях. Средняя величинаp _t для отдельного сорта частиц является почти постоянной для начальной энергии от 6 ГэВ вплоть до энергии космических лучей. Некоторые теоретическиеp _t распределения соответсввуют экспериментальномуp _t распределению. Экспериментальные распределения π-мезонов, К-мезонов, нуклонов, Λ и Σ хорошо описываются посредством теоретическихp _t распределений, полученных из импульсного распределения Планка для мезонов и Ферми для барионов. Характеристический параметрkT, входящий в теоретическоеp _t распределение, приблизительно равен константе для всех сортов частиц и равен ∼0.125 ГэВ. Показывается, чтоp _t распределение протонов для p-p упругого рассеяния на большие углы иp _t распределение вторичных частиц при неупругих взаимодействиях явпяются одинаковыми по форме и описываются одним и тем же статистическим законом. Обсуждается связь между этими двумяp _t распределемиями. На основе статистической теории приводится вывод теоретическогоp _t распределения.