M. Ceccarelli

Nuclear collisions of negative K-mesons

ConclusionFrom the collected experimental data the cross-section for scattering of K- -mesons by protons should have a total value of about 50 mb, and at least lor energies between 10 and 100 MeV be substantially isotropic in the center of mass system and energy independent.The total cross-section for absorption by protons leading to charged hyperons is about 10 mb in the region between 30 and 100 MeV. Below 30 MeV, as it can be seen from Pig. 1b) a fair fit to the experimental points could be obtained by assuming a cross-section proportional to λ2. In the figure the dotted curve corresponds to Σ= 800/E, where Σ andE are respectively expressed in mb and in MeV. A rather strong discrepancy exists between the results of the nuclear emulsions and those of the bubble chamber experiment; the discrepancy may at presént merely be attributed to a statistical fluctuation or possibly to some biases in the observation of very low energy capture events in nuclear emulsion.For the charge exchange scattering on proton, the results, still incomplete, indicate that the cross-section is unlikely to be higher than the scattering cross-section.The KT-nucleon interaction should be dominated by rather strong attractive terms ; this hypothesis explains the infrequent occurrence of inelastic scattering on complex nuclei and is also in agreement with observations of the very large energy losses in K~ inelastic scattering, which would not be expected for a repulsive potential.RiassuntoSi descrive un esperimento sull’interazione nucleare di mesoni K− d’energia compresa tra 5 e 90 MeV in emulsioni nucleari e si riportano anche dati raccolti da altri gruppi. La sezione d’urto per diffusione di mesoni K− da protoni liberi ha un valore di circa 50 mb per energie tra 10 e 100 MeV, e sembra essere poco dipendente dall’energia e con distribuzione angolare sostanzialmente isotropa nel centro di massa. La sezione d’urto per assorbimento con emissione d’iperoni carichi sembra di circa 10 mb per energie tra 30 e 100 MeV. Tra 0 e 30 MeV esiste apparentemente un grave disaccordo tra i dati delle emulsioni nucleari che indicherebbero un valore di circa 15 mb e quelli di un esperimento effettuato a Berkeley con la camera a bolle a idrogeno che darebbero un valore di circa 130 mb. L’apparente disaccordo potrebbe essere in parte dovuto ad una rapida variazione della sezione d’urto con l’energia. I dati sullo scambio di carica su protoni liberi, pur essendo ancora incompleti, sembrano indicare che la sezione d’urto di questo processo non supera la sezione d’urto per diffusione. La interazione tra mesoni K− e nucleoni sembra dominata da forze attrattive; questa ipotesi spiega la rarità delle diffusioni anelastiche dei mesoni K− su nuclei complessi ed è anche in accordo con l’osservazione delle molto forti perdite d’energia che spesso si producono in questi eventi.

Nuclear scattering of K+-mesons in the energy region of 80 MeV

SummaryThe scattering of K+-mesons by nuclei of photoemulsion has been investigated in the 60 to 100 MeV region. Data on 27 collisions of K+-mesons with hydrogen nuclei, collected from various laboratories, are also presented. The angular distribution of the elastic scatterings is compared with curves calculated byCosta andPatergnani for an optical model of the nucleus. The inelastic scattering data are, instead, compared with the results of a calculation performed with the Monte Carlo method, for a Fermi-gas nuclear model. Experimental evidences, such as the frequent occurrence of small angle elastic scatterings and the rarity of large energy losses, argue in favour of a repulsive nuclear potential acting on the K+-meson. The angular distribution of the K+-p collisions is then satisfactorily described assuming a predominants-wave scattering for energies lower than ∼ 50 MeV in the center of mass system. The data on the K+-nuclei inelastic scattering are shown instead to be well described, on the basis of the Fermi model, with the assumption that the K-nucleon cross-section is peaked backwards or is energy dependent. The influence of the two isotopic spin states which intervene in the K-nucleon scattering is discussed.RiassuntoNel presente lavoro sono presentati i risultati di una esperienza sulla diffusione di mesoni K+ d’energia compresa fra 60 e 100 MeV da parte dei nuclei della emulsione fotografica. Si riportano anche dati relativi a 27 esempi di collisione tra un mesone K+ ed un nucleo d’idrogeno, raccolti tra diversi laboratori. La distribuzione sperimentale degli angoli di diffusione elastica viene paragonata con curve calcolate daCosta ePatergnani per il modello ottico del nucleo. I dati sulla siffusione inelastica sono paragonati invece con i risultati di un calcolo, eseguito con il metodo di Monte-Carlo, per un modello nucleare a gas di Fermi. Alcuni fatti sperimentali, e cioè l’elevato numero di diffusioni elastiche a piccolo angolo e la scarsità di collisioni fortemente inelastiche, suggeriscono che il potenziale nucleare agente sul mesone K+ sia repulsivo. La distribuzione angolare delle collisioni K+-protone può essere allora descritta in modo soddisfacente supponendo che, al disotto d’energie di circa 50 MeV nel baricentro, l’ondas sia dominante. I dati sulla diffusione inelastica K+-nucleo si lasciano invece meglio descrivere, sulla base del modello a gas di Fermi, qualora si supponga che la sezione d’urto dell’interazione K+-nucleone abbia una distribuzione angolare lievemente diretta all’indietro o dipenda dall’energia. Viene discussa la possibile influenza dei due stati di spin isotopico che intervengono in questa interazione.

The lifetime of positive heavy mesons

SummaryOver two hundred examples of the decay in flight of positive heavy mesons produced at the Bevatron have been observed in the photographic emulsions, and from these the lifetime of the particles has been estimated. The lifetime averaged over all modes of decay is found to be 1.35−0.13+0.16 s. The effect of experimental biases is discussed, and the final result is compared with that of other authors.RiassuntoSono stati osservati, in lastre nucleari. oltre 200 decadimenti in volo di K−, prodotti al bevatrone. A partire da questi eventi si è valutata la vita media per i K+ (media per tutti i modi di decadimento) e per i soli KL. La vita media è risultata, rispettivamente 1.35−0.13+0.16·10−8 e 1.27−0.12+0.14·10−8 s. Nel presente lavoro si discutono gli effetti di eventuali errori sistematici e viene confrontato il presente risultato con quello di altri Autori.

Decay modes and mean life of scattered K+-mesons

SummaryThe investigation described aimed at finding any possible modifications in the relative frequency ratios of the different kinds of decay modes of positive K-mesons as a consequence of nuclear interactions. It has further been investigated whether a considerable number of the heavy mesons originating from nuclear interactions of K-mesons have a mean life substantially shorter than that observed in attenuation experiments. The negative results of our experiment together with other experimental data recently obtained seem to create difficulties for some of the theories on the properties of the :- and θ-particles.RiassuntoIn questo lavoro si cerca di mettere in luce una eventuale modificazione tra i rapporti dei diversi modi di decadimento dei mesoni K positivi in conseguenza di una interazione nucleare. Si cerca inoltre di stabilire se per effetto della interazione abbiano origine talvolta mesoni pesanti di vita media sostanzialmente più breve di quella osservata nelle esperienze di attenuazione. II risultato negativo di questa ricerca, insieme ad altri dati oggi noti, permette di infirmare alcune delle teorie che cercano di spiegare il comportamento del doppietto di particelle τ e θ.