R. Levi Setti

ENERGY DEPENDENCE OF THE ELASTIC DIFFRACTION SLOPES.

We have redetermined and compiled the diffraction-slope parameter B for π±p, K±p, pp, and pp, fitting the forward-elastic data from the literature to 1n dσ/dt = A + Bt +(Ct2). We then fit this compilation, together with the total-cross-section data, to a Regge model with a pomeron of slope ≈12 interfering with exchange-degenerate meson trajectories. Thus we account for the observation that the pomeron seems to dominate the exotic channels already at much lower energies than the resonant channels. In resonant regions our model provides only a duality-average description. To give a non-resonant account of the observed structure in the exotic channels just above pion-production threshold, we include cuts for the first quasi-two-body thresholds, and a diffraction-threshold factor for the pomeron amplitude. The cuts turn out to give non-resonant Argand circles. At Serpukhov energies, the gradual emergence of the pomeron from the onset of inelasticity provides a possible description of the Regge-anomalous σT data. Though we did not fit data above 70 GeV/c, our solution with a pomeron slope of 0.4 (GeV/c)−2 extrapolates reasonably well to the new ultra-high-energy CERN-ISR B(pp) data.

SOME POSSIBILITIES FOR UNUSUAL LIGHT HYPERNUCLEI

SummarySome possibilities are considered concerning the stability, formation, and identification of λ-hypernuclei corresponding to core nuclei (generally withI 3/2) away from the stability valley. The identification of such hypernuclei may be rather informative concerning the existence and properties of such little-known nuclei. For neutron-rich species,e.g.8Hλ,8Heλ, etc., the possible confusions of their major decay. modes with (and their separation from) similar well-established modes of more abundant hypernuclei are discussed. The expectation that narrow resonance levels (with lifetimes ≿10-21 s) should exist for certain hypernuclear systems (e.g. the p-4HegL system) is also mentioned briefly, since the production and observation of such resonance states could be achieved with existing techniques.RiassuntoSi considerano alcune possibilità riguardanti la formazione, stabilità e identificazione di ipernuolei costituiti da una A legata a nuclei (in generale con I≽3/2) lontani dalla valle di stabilità. La identificazione di tali ipernuclei puÒ fornire preziose informazioni sull‘esistenza e proprietà di codesti nuclei poco conosciuti. Si discutono le possibilità di confusione tra specie ricche di neutroni (ad esempio6HgL,8HegL), nei loro schemi prominenti di disintegrazione, con quelle di ipernuclei ben conosciuti e abbondanti. Si discute inoltre la possibilità di esistenza di risonanze a vita media relativamente lunga (> 10-21 s) per alcuni sistemi ipernucleari (ad esempio il sistema p-4HegL). Le tecniche esistenti permetterebbero infatti sia la produzione che la rivelazione di tali stati risonanti.

Mesic decays of hypernuclei from K−-capture

Summary422 K- and 13 ∑--capture stars emitting mesic hyperfragments (MHF) have been studied in an attempt to understand the mechanism of hyperfragment production. 123 K- stars emitting8Li fragments were also considered. Several criteria were used to separate K- captures in C, N, O and Ag, Br. Lower limits for the proportion of MHF produced in C, N, O are 57%, 73%, 84%, and 94% for HΛ, HeΛ, LiΛ and MHF of Z ≥ 4. For8Li, this lower limit is 75%. An overall frequency of (1.05±0.05)·10-2 MHF/K--capture and (3.8±1.4) · 10-2 HF/∑--capture is obtained. The energy spectrum of the pions emitted in the capture stars indicates that a substantial fraction of the emitted bound Λ’s originates in ∑-conversion processes. Indication of bound-Λ production from multinucleon K--capture processes was obtained, important in the case of HΛ. The momentum spectra for different hypernuclear species are very similar and the spectra of HeΛ and LiΛ are, in turn, comparable with the momentum spectra of He and8Li respectively. Hyperfragments are emitted preferentially opposite to the direction of emission of an associated pion or fast proton. The backwards-forward (B/F) ratio is for π, MHF events, 1.8±0.4. Two models for the production of hyperfragments are proposed. According to the first (« trapped-Λ ») the Λ created in the elementary process is trapped in the nuclear potential well of the parent nucleus. The HF is then emitted in the process of nuclear de-excitation. In the second model (« prompt-HF ») the HF is emitted promptly following the K- or ∑- interaction with a group of nucleons. It is concluded that both mechanisms may contribute. The occurrence of both processes can explain essentially all the salient features of hyperfragment emission.RiassuntoNel tentativo di interpretare il meccanismo di produzione degli iperframmenti, si sono studiate 422 stelle di cattura da K- e 13 stelle di cattura da ∑-; in entrambi i casi tali stelle danno origine a iperframmenti che si disintegrano con emissione di un mesone π- (MHF). Si sono inoltre studiate 123 stelle da K- emittenti frammenti di8Li. Diversi criteri hanno permesso una separazione delle catture di K- in C, N, O da quelle in Ag, Br. I limìti inferiori alle frazioni di MHF prodotti in C, N, O sono 57%, 73%, 84% e 94% per HΛ, HeΛ, LiΛ e MHF diZ ≥b 4. Per l’8Li, tale limite inferiore è 75%. In totale, si ottiene una frequenza relativa di (1.05 ± 0.05) · 10-2 MHF [cattura di K- e di (3.8±1.4)·10-2 HF] cattura di ∑-. Lo spettro di energia deì pioni emessi dalle stelle di cattura suggerisce che una frazione oonsiderevole delle particelle Λ emesse in uno stato legato proviene da processi di eonversione di iperoni ∑. Si è ottenuta qualche prova della produzione di Λ legate da processi di cattura di K- con più nucleoni, in particolare nel caso dell’HΛ. Gli spettri di impulso per specie ipernucleari differenti sono molto simili tra loro, inoltre, gli spettri per l’HeΛ e LiΛ sono comparabili rispettivamente con quelli dell’He e dell’8Li. Gli iperframmenti sono emessi di preferenza in direzione opposta a quella di emissione di un pione o protone veloce. Il rapporto indietro/avanti (B/F) per eventi (π, MHF), è 1.8 ± 0.4. Si propongono due modelli per la produzione di iperframmenti. Secondo il primo di questi (Λ catturata) la Λ creata nel processo elementare viene catturata nella buca di potenziale del nucleo d’origine. L’iperframmento è in seguito emesso nel processo di diseccitazione nucleare. Nel secondo modello (emissione immediata), l’iperframmento è emesso direttamente a seguito della cattura di un K- o di un ∑- da parte di un gruppo di nucleoni. Si conclude che entrambi i meccanismi possono contribuire. Il verificarsi di entrambi i processi riesce a spiegare essenzialmente tutte le osservazioni relative all’emissione di iperframmenti.

On the masses and modes of decay of heavy mesons produced by cosmic radiation

SummaryA large emulsion stack, exposed at high altitude, has been used to study the decaymodes of K-particles which produce a single charged secondary. The 5 decay modes, Kμ, χ, ϰ and τ′ have been recognized from the nature and energy of the charged secondary. The masses of the parent particles of the two-body decay modes, Kμ and χ found from the mean range of the charged secondary are (976±7) me and (969±3) me respectively. Independent values derived from measurements of the scattering of the secondary track near the decay point are (954±17) me and (972±15) me respectively. The reliability of these mass values is discussed. An examination of the relative frequency of the decay modes in these experimental conditions indicates that the Kμ-and χ-modes constitute respectively about 67 % and 20 % of all the K-particle decays: the Kβ, ϰ- and τ′-modes being present to about 9 %, 3 %, and 1 % respectively.RiassuntoUn pacco di emulsioni nucleari di grandi dimensioni, esposto ad alta quota alla radiazione cosmica, è stato impiegato per studiare i modi di decadimento delle particelle K che producono un unico secondario carico. I 5 modi di decadimento Kμ, χ, ϰ, Kβ e τ′ sono stati riconosciuti dalla natura ed energia del secondario carico. I valori della massa delle particelle primarie per i modi di decadimento (in due corpi) Kμ e χ, ottenuti dalla misura del percorso del secondario carico sono (976±7) me e (969±3) me rispettivamente; valori indipendenti, dedotti dalla misura della diffusione multipla della traccia dei secondari, nelle vicinanze del punto di decadimento, sono rispettivamente (954±17) me e (972±15) me. Viene discussa l’attendibilità di questi valori. Un esame delle frequenze relative dei vari modi di decadimento nelle condizioni sperimentali della presente ricerca indica che i modi Kμ e χ costituiscono rispettivamente circa il 67 % e il 20 % di tutti i decadimenti di particelle K, il Kβ, ϰ e τ′ sono presenti per circa il 9 %, 3 % e 1 % rispettivamente.

Mesic decays of hypernuclei from K−-capture: II. Branching ratios in the charged mesic decay modes of3HΛ,4HΛ,4HeΛ and5HΛ

SummaryBranching ratios in the charged mesic decay modes of hyperfragments with chargeZ⩽2 and mass numberA⩽5 are presented here, based on a total of 162 events. Such relative frequencies are relevant in discussing the consequences of charge independence, the ΔT=1/2 rule as applied to hypernuclei, and the spin dependence of the Λ-nucleon interaction. In particular, the ratioR4 of (π−-recoil) with respect to all π− decays for4HΛ was found to beR4=0.67−0.05+0.06, where the errors represent statistical uncertainties only. Comparing this with the curves ofR4vs. (p/s) calculated byDalitz andLiu (6) on the two assumptions (J=0, 1) regarding the spin of4HΛ, we conclude that the valueJ=0 is more probable, as already suggested (3,6) on the basis of our preliminary data. If this spin assignment is accepted, following the above authors (6), one may infer that for the ratio ofp- tos-wave amplitude in the charged decay of the free Λ, 0.45⩽p/s⩽1.4. Finally, although they should have the same general configuration as the π− events, no examples of decays involving either the emission of a π+ or a charged lepton have been identified in the present sample.RiassuntoSi presentano in questo lavoro i rapporti di ripartizione tra i vari modi di decadimento con emissione di pioni carichi, per gli iperframmenti di caricaZ⩽2 e numero di massaA⩽5, su un totale di 162 eventi. Tali frequenze relative sono importanti nel discutere le conseguenze dell’indipendenza di carica, della regola di selezione ΔT=1/2, applicate agli ipernuclei, e della dipendenza di spin nell’interazione Λ-nucleone. In particolare, il rapportoR4 dei decadimenti (π−-rinculo) rispetto al totale dei decadimenti con emissione di π− per l’HΛ risultaR4=0.67−0.05+0.06 dove i limiti d’errore rappresentano soltanto incertezze statistiche. Dal confronto con le curve che leganoR4 al valore del rapportop/s, calcolate daDalitz eLiu (6) per le due ipotesi (J=0, 1) al riguardo dello spin dell’4HΛ, si conclude che il valoreJ=0 è il più probabile, come già suggerito (3,6) in base ai nostri risultati preliminari. Se si accetta questo valore dello spin, seguendo gli autori citati (6), è possibile assegnare i seguenti limiti per il rapporto delle ampiezze d’ondap eds nel decadimento della Λ libera in particelle cariche: 0.45⩽p/s⩽1.4. Infine, nel presente gruppo di eventi, non si sono trovati esempi di decadimento con emissione di π+ o di leptoni carichi, sebbene tali decadimenti non dovrebbero differire nelle loro caratteristiche esteriori da quelli in cui viene emesso un π−.

A compilation of binding energy values of light hypernuclei

Abstract The results of a compilation of the binding energy values of light hypernuclei ( A ⩽ 16) obtained by the European K − Collaboration and the EFINS-North-western Collaboration are presented. The events were analysed by the same computer programme and uniform stringent selection criteria were applied.

A determination of the spin of ΛLi8

Abstract 43 events representing the decay ΛLi8 → π− + He4 + He4 have been collected. Evidence is presented which shows that this decay proceeds almost exclusively through states of Be8. The predominance of the 2.9 MeV 2+ Be8 level together with the angular distribution of the decay products for events involving this level suggest that the spin of ΛLi8 is one.

Energy spectrum of individual γ-rays at balloon altitude

The absolute intensity and the energy spectrum of gamma rays of energies greater than 10/sup 12/ ev were obtained from a study of the electromagnetic cascades in a stack of pure nuclear emulsion exposed at 106,000 feet. The experimental gamma spectrum before and after detection probability corrections is displayed and compared with Kidds results. Spectra above and below 10/sup 12/ ev were normalized at this energy. (auth)

Final state interaction in5HeΛ decay

SummaryThe distribution of certain kinematic quantities defined in the decay5HeΛ → π− + p +4He are interpreted as being due to the presence of a strong final state interaction. In particular the data are discussed with reference to two simple theories, one of which takes into account the specific p-4He nuclear interaction. The experimental evidence, although not conclusive, is consistent with the expectation that the p-4Hep3/2 resonance plays an important role in determining the final state configurations.RiassuntoSi interpretano le distribuzioni di alcune quantità cinematiche, definite nel decadimento5HeΛ → π− + p +4He, come dovute ad una forte interazione negli stati finali. In particolare si discutono i risultati sperimentali in relazione a due semplici modelli teorici, uno dei quali si basa sulla specifica interazione nucleare p-4He. I dati sperimentali, sebbene in forma non conclusiva, favoriscono l’ipotesi che le configurazioni negli stati finali siano determinate in modo dominante dalla risonanzap3/2 del sistema p-4He.

Final state interaction effects in π− mesonic decays of light hypernuclei

Abstract The results of a search for final-state interactions between the decay products of some light hypernuclei are presented. The following π− mesonic decays have been considered: Λ 3 H → π − + 1 H , Λ 4 H → π − + 1 H + 3 H , Λ 4 He → π − + 1 H + 3 He , Λ 5 He → π − + 1 H + 4 He , Λ 7 Li → π − + 3 He + 4 He , Λ 7 Li → π − + 1 H + 2 H + 4 He , Λ 7 Li → π − + 1 H + 6 Li , Λ 8 Li → π − + 4 He + 4 He , Λ 9 Li → π − + 4 He + 4 He + n , Λ 9 Be → π − + 1 H + 4 He + 4 He and Λ 12 B → π − + 4 He + 4 He + 4 He .