Single pion production in π⁻-p interactions at 2.75 GeV/c

Summary

A liquid hydrogen bubble chamber investigation of π⁻p interactions has been carried out at a momentum of 2.75 GeV/c. 10645 two-prong events have been measured and the partial cross-sections are: σ_el=(7.2±0.1) mb, σ_pπ ⁻π⁰=(2.8±0.1) mb, σ_π ⁻π⁺ _n=(3.9±0.1) mb. In any state of charge, isobar production is very small. ππ mass spectra show a dominant ρ resonance centered at 750 MeV with a full width at half maximum of ⋍130 MeV (σ_ϱ ⁻=0.75 mb, σ_ϱ ⁰=1.1 mb; forΔ ²⩽8µ², (σ_ϱ ⁻/σ_ϱ ⁰=1/2). There is a slight indication of the presence of the f⁰ (σ_f ⁰⩽0.1 mb). Usual tests of the one-pion-exchange mechanism are attempted for the ρ resonances. The ππ elastic cross-section and angular distribution are investigated as a function of the π⁻ incident energy. Finally, the narrow peak in the (π⁻π⁺) mass spectrum in the region of 780 MeV is discussed.

Riassunto

Con la camera a bolle ad idrogeno liquido si è eseguito uno studio delle interazioni π⁻p ad un impulso di 2.75 GeV/c. Si sono misurati 10645 eventi a due rami e le sezioni d’urto parziali sonoσ _el=(7.2±0.1) mb, σ_pπ⁻π⁰=(2.8±0.1) mb, σ_π ⁻π⁺ _n=(3.9±0.1) mb. In ogni stato di carica la produzione di isobari è piccolissima. Gli spettri di massa ππ presentano una risonanza ρ predominante centrata a 750 MeV con un’ampiezza totale a metà massimo di ⋍130 MeV (σ_ϱ=0.75 mb, σ_ϱ ⁰=1.1 mb, perΔ ²⩽8µ ², σ_ϱ ⁻/σ_ϱ ⁰=1/2). Si ha un lieve indizio della presenza dell’f⁰ (σ_f ⁰≲0.1 mb). Si tentano le prove usuali del meccanismo di scambio di un pione per le risonanze ρ. Si studiano in funzione dell’energia del π⁻ incidente le sezioni d’urto elastico ππ e le distribuzioni angolari. Infine si discute lo stretto picco nello spettro di massa (π⁻π⁺), nella regione di 780 MeV.