D. M. Haskin

Heavy unstable particles produced in the high energy pion beam of the Berkeley Bevatron

SummaryStacks of 600 μm pellicles were exposed to the 4.6 and 3.0 GeV pion beam of the Berkeley Bevatron. A number of heavy unstable particles and hyperfragments were obtained. The ratio of the frequency of occurrence of K+ and K--mesons has been found to be approximately unity in contrast to the large positive excess in the proton beam. As a possible explanation, it is suggested that the K--meson is produced in conjunction with a K+-meson according to the following reaction: π-+p → K++K-+N. Two hyperfragment decays of hydrogen have been fo nd in which the π--meson stops. One of the hyperfragments was identified as a 14H* produced by a ⌆--hyperon; the other one is a 13H* produced directly by the high energy pion. The range of all the charged particles was accurately determined which yielded a reliable value of the binding energy. The value of the binding energy (B.E.) for 13H* was found to be 1.2 ±0.6 and for 14H* B.E.(∧0) = 3.3 ±1. The mean free path for nuclear collisions was determined for 5.7 GeV protons and 3 GeV π-mesons. The results yielded for protons 37.6 ±5.3 cm and for π--mesons 35.5 ±5.0 cm. Both mean free paths are longer than the geometrical mean free path for nuclear collisions in the emulsion, which is 25 cm.RiassuntoPacchi di pellicole di 600 μm sono stati esposti a fasci di protoni di 4.6 e 3.0 GeV del Bevatrone di Berkeley. Si sono ottenuti un certo numero di particelle instabili pesanti e di iperframmenti. Il rapporto della frequenza di produzione di mesoni K+ e K- è risultato circa 1 in contrasto col grande eccesso positivo nel fascio protonico. Come possibile spiegazione del fenomeno si pensa che il mesone K- sia prodotto in unione con un mesone K+ secondo la reazione π- + p → K+ K- + N. Si sono trovati due iperframmenti da decadimento dell’idrogeno in cui si arresta il mesone π-. Uno degli iperframmenti è stato identificato con un 14H* prodotto da un iperone ⌆-; l’altro è un14H* prodotto direttamente dal pione di grande energia. Il percorso di tutte le parti celle cariche è stato accuratamente determinate, ottenendo un valore attendibile dell’energia di legame. Il valore dell’energia di legame (B.E.) per il 14H* risulta essere 1.2±0.6 e per il14H* B.E.(∧0) = 3.3±1-Il cammino libero medio per le collisioni nucleari è stato determinate per protoni di 5.7 GeV e per mesoni π- di 3 GeV. Si ottenne per i protoni 37.6 ±5.3 cm e per i mesoni π- 35.5 ±5.0 cm. I due cammini liberi medi sono maggiori del cammino libero medio geometrico per collisioni nueleari in emulsione che è di 25 cm.

Analysis of properties of secondary particles in nucleon-nucleon collisions at very high energy

SummaryMomentum measurements were made on the individual secondary particles emitted in the « outer » cone of theS-star. A lower limit to the momentum of the particles in the « inner » cone was obtained. The transformation from the laboratory system to the center-of-mass system can be made, using suitable approximations, on the assumption that all charged secondaries are pions. This leads to a symmetrical angular and energy distribution with all particles included in a forward or backward cone of half-angle 20°. The results are compared with various multiple production theories. It is possible to infer that there is no more than one pair of particles of protonic mass among the secondaries and that even the presence of one pair would violate symmetry. The number of K-mesons must also be small. The methods of analysis should be useful on other events in this energy range.RiassuntoSi sono eseguite misure di quantità di moto sulle singole particelle secondarie emesse nel cono « esterno » della stellaS. Si è ottenuto un limite inferiore per l’impulso delle particelle nel cono « interno ». La trasformazione dal sistema del laboratorio al sistema del centro di massa può esser fatta, servendosi di opportune approssimazioni, assumendo che tutti i secondari carichi siano pioni. Ciò porta a una distribuzione angolare simmetrica dell’energia con tutte le particelle contenute in un cono anteriore o posteriore di semiapertura 20°. Si confrontano i risultati con diverse teorie sulla produzione multipla. È possibile dedurre che fra i secondari non si ha più di una coppia di particelle con massa protonica e che anche la presenza di una sola coppia violerebbe la simmetria. Anche il numero di mesoni K deve essere basso. I metodi di analisi impiegati possono risultare utili anche per lo studio di altri eventi in questo intervallo di energia.

Investigation of an electron-photon cascade of more than 1013 eV

A very dense cascade shower was fouud in a 200-sheet stack of 60 x 30-cm nuclear emulsions exposed in Texas above 110,000 ft and is ascribed to a single gamma ray or two gamma rays from the same pi /sup 0/ meson. This cascade, very near to the shower axis and before the cascade maximum, is treated as a pure electron-photon cascade and is analyzed by target diagrams made at varying distances from the shower origin. The distribution of the high-energy electrons in the cascade agrees with the predictions of cascade theory, the primary energy being 2.3 x 1O/sup 13/ ev for the best fit. (D.L.C.)

Examples of K-meson production in 3 Gev π−-collisions

SummaryThe production of K-mesons by 3 GeV π−-mesons has been studied in an emulsion stack by area scanning for stopped K-mesons and tracing to the originating interactions. Two examples of K-meson production are described which can be analyzed as due to pion-nucleon collisions. In one event a K-meson is produced as the only charged particle. In the other event, a K+-meson and a minimum ionization track are the only secondaries. This event can best be interpreted according to the scheme π− + P → K+ + Σ0 + π− assuming the collision to be with a free proton. Both of the events can be interpreted consistently with the Gell-Mann-Pais scheme.RiassuntoEsplorando per area alla ricerca di mesoni K arrestati e rintracciando le interazioni che ne derivano si è studiata in un pacco di emulsioni la produzione di mesoni K da parte di mesoni π− di 3 GeV. Si descrivono due esempi di produzione di mesoni K che si possono classificare come dovuti a collisioni pione-nucleone. In un evento un mesone K− è prodotto come sola particella carica. Nell’altro evento un mesone K+ e una traooia di ionizzazione minima sono gli unici secondari. Questo evento si interpreta nel miglior modo assumendo lo schema π− + P → K+ + Σ0 + π− e che la collisione sia avvenuta con un protone libero. Ambi gli eventi si accordano con lo schema di Gell-Mann-Pais.