Recherche d'un état lié (∑-n)

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Submitted on 1 Jan 1967

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Recherche d’un état lié (

^∑

-n)

H. Annoni, G. Baumann, J.P. Gerber

To cite this version:

H. Annoni, G. Baumann, J.P. Gerber. Recherche d’un état lié (

^∑

-n). Journal de Physique, 1967, 28

(10), pp.761-764. �10.1051/jphys:019670028010076101�. �jpa-00206578�

Conclusion. ^- Nous avons

d6termin6,

^{dans ce}

travail,

^un

potentiel

^non

local, separable, qui

^decrit

correctement la diffusion libre nucleon-nucleon

jus- qu’a

350 MeV. Grace a la

separabilite

^du

potentiel,

le calcul de la matrice G de Brueckner est

simple

^dans

la mati6re nucleaire infinie.

L’energie

de liaison _par

particule

^{calculee au}

premier

^{ordre en G est - 18 MeV}

a la densite de saturation

correspondant

^{au moment}

de

Fermi k,

⁼

1,65

^fm-1. Il serait interessant de voir dans

quelle

mesure ce

potentiel

^rend

compte

^des

propri6t6s

^des noyaux finis.

Manuscrit requ le 27 avril 1967.

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RECHERCHE D’UN

ÉTAT LIÉ (~-n)

Par H.

ANNONI,

^G.

BAUMANN, J.

^P.

GERBER,

Département ^de Physique Corpusculaire, ^Centre de Recherches Nucléaires, Strasbourg.

Résumé. - L’étude ^de la recherche

expérimentale

d’un état lié

(~- n)

^{a été faite à}

partir

d’interactions de mésons K- dans les _noyaux

complexes

^de l’émulsion nucléaire. Nous avons

analysé

³⁰

hypérons

^{~-. Aucun événement}

(~- n)

^n’a pu ^être mis en évidence.

Abstract. ^- A

study

^{of a}

possible (~-

n) ^{bound state was} made with nuclear emulsion

exposed

^to

stopping

^{K- mesons. In a}

sample

^{of 30}

analysed

^~-

hyperons

^no evidence of such

a bound state was found.

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE ^TOME 28, ^OCTOBRE 1967,

Dans le contexte de la theorie de

symetrie SU3,

1’existence d’un 6tat

(E- n) apparait

tres interessante.

C’est

pourquoi

nous avons

entrepris

^{cette etude afin}

de

completer

^les

quelques

^resultats concernant l’in- teraction de mesons K- a l’arret avec les deut6-

rons

[1]

^{et les} noyaux de 1’emulsion

ionographique.

Principe

de mesure et

gdndralitds.

^- L’identifica- tion d’un 6tat lie

(E- n)

^{est basee sur des mesures}

d’ionisation

(longueur integrale

^des

lacunes)

^des

traces

E-,

^le

rapport

^{de masse}

(E- n) /E-

^{6tant de}

1,78,

ce

qui

^devra

permettre

la discrimination comme dans le cas des deuterons et des protons

[3] qui donnent,

pour ^ces parcours, deux groupes de

comptage

^distincts.

La recherche d’un 6tat lie

(E- n)

s’est faite a

partir

des reactions suivantes :

Seuls les cas de

E-

^ou eventuellement de

(E- n) interagissant

^a I’arr6t dans 1’emulsion ^ont ete mesures

(fig. 1).

Pour

l’étalonnage,

nous avons

utilise,

^d’une

part,

les interactions a

configuration caracteristique

^sur

proton

^{libre :}

d’autre part, les interactions sur un noyau de l’émul- sion ou

cinématiquement

^{seule la}

production

^d’un

^Z-

était

possible.

^{Dans ce}

but,

nous avons 6tudi6 des evenements du

type :

-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:019670028010076101

FIG. 1. ^-

Comparaison

^{des mesures}

integrales

^des

lacunes des

hyp6rons

^{I- a} celles calcul6es pour

(Z-

n).

-

Pour les reactions du

type (4)

^et

(5),

^{nous avons}

en

plus ^calcule,

pour les différents _noyaux constituant

1’emulsion, 1’energie cinetique

maximum d’un

Z- (fig.

²

a)

^{et d’un}

(E- n) ( fig.

²

b)

^{en fonction}

de l’énergie

du meson 1t+. De ces deux series de

courbes,

^nous

n’avons retenu que les limites

superieures (fig. 3,

courbes A et

B).

Pour

(E- n),

nous avons admis _que

1’energie

^de

liaison est au maximum

egale

^a celle du deuteron

(6),

soit BE

(Z- n) 2,23

^{MeV. En}

consequence,

^nous

avons calcule la courbe

parcours-énergie

^{d’un 6tat}

lie

(Z - n) ( fig. 4)

^a

partir

de la courbe

E -.

^En conside-

rant cette courbe de

parcours-energie,

^{nous avons}

corrig6

la courbe du maximum de

1’energie cinetique permise

pour ^un 6tat lie

(E - n) ; ainsi,

^{nous avons}

obtenu la courbe C de la

figure

^3.

Nous ^avons calcul6

qu’un

parcours minimal de

trace d’environ

1,5

^{mm était}

requis

pour la discrimi- nation

(E- n) (fig. 3,

^courbe

D)

^et celle d’un

E- (fig. 3,

courbe

E).

Dans le cas des reactions sur

proton

^{libre du}

type (3),

le _parcours du

S

^est de 709 microns. Par contre, dans le cas des r6actions sur noyau du type

(4),

^le parcours

des E- _peut

etre nettement

plus

^6lev6.

FIG. 2 ^{a. -} Limites

cin6matiques

pour 1’emission ^de S*

et 7r+ dans les differents _noyaux.

FIG. 2 b. ^- Limites

ein6matiques

pour 1’6mission ^de

(E- n)

^et 1t+ dans les différents noyaux.

Les mesures d’ionisation _que nous devions effectuer

ont

exig6 :

- Une haute sensibilite de 1’6mulsion nucleaire

employee.

^La recherche s’est faite a 1’aide d’emulsions

FIG. 3. ^- Limites

cin6matiques sup6rieures

pour 1’emis- sion de :

A) Z- B) Z- n;

C)

^{Z- n}

apr6s

correction de la courbe parcours-

6nergie ;

D) Énergie

^{d’un Z- de 1,5 mm} de parcours ;

E) tnergie

^{d’un Z- n de 1,5 mm de parcours.}

Ilford K 5

exposees

^{au Bevatron de}

Berkeley (U.S.A.)

et au

protonsynchrotron

^{du CERN} de Gen6ve. Les K- avaient un moment incident de 400

GeV/c.

^Nous

n’avons

d6pouiII6

que la

region

d’arret des K-.

- Les corrections les

plus

^faibles

possibles.

^Pour

cela,

seules les traces

ayant

^un

angle

d’enfoncement dans 1’emulsion

developpee

^{inferieur a 150 ont 6t6}

mesur6es.

Pourtant,

par suite d’un

developpement

non totalement

uniforme,

^cette ionisation s’est averee

légèrement

variable suivant les diff6rentes emulsions

composant 1’empilement

^{et les mesures ont ete rame-}

n6es a une emulsion standard. Nous avons etalonne

nos mesures par différentes mesures d’ionisation de mesons 7r± et K- a I’arr6t.

M6thode

exp6rimentale.

^{- A}

Berkeley,

^{les mesures}

ont ete effectu6es avec le T.V.

microscope.

^{La trace}

est

analysee

^{avec une} camera de television

(vidicon)

sur

laquelle

^est

projetée l’image

^{de la trace du micro-}

FIG. 4. ^- Courbes

parcours-énergie

^{Z- et I- n.}

scope. ^Le segment ^{de la trace a}

analyser

^{est examine}

par les 600

lignes

du vidicon. Le

signal

de sortie de

chaque ligne depend

^{de la}

presence

^ou de I’absence d’un

grain.

^La

largeur

^d’un

grain

^est

proportionnelle

au retard du

signal.

^On

compte

les diff6rentes

lignes,

ce

qui

donne le nombre total de

grains

^et d’intervalles ainsi _que leur

longueur

par

comparaison

^{avec un}

oscillateur de 10

megacycles.

^{La somme de ces diffé-}

rents

signaux

donne la surface de la trace en unites arbitraires.

Cet

appareil

augmente ^la

rapidite

^{et la}

precision

^des

mesures et rend celles-ci

independantes

^du

physicien

effectuant la mesure.

Ainsi,

^{tous les}

hyperons

^surs

^L-

^{et les eve-}

nements

cinematiquement possibles

^comme

(Z- n) ayant

^un parcours

superieur

^a

1,5

^{mm ont 6t6}

mesures.

A

Strasbourg,

nous avons mesure par lacunom6trie

tous les evenements

E-

certains et ceux de

(E n) possibles

^d’un parcours

superieur

^a

1,5

^{mm. L’exis-}

tence d’un 6tat lie

(E-n)

^{devrait etre} deduite de 1’etude de la distribution des resultats de mesures

obtenues.

Les mesures de lacunes etaient faites a 1’aide d’un

appareil semi-automatique;

^{dans un oculaire}

type

OKNOR modifie

apparait

^un fil reticulaire dont le

deplacement

^{est relie a un tambour}

gradue.

^{Les im-}

pulsions

^{6mises en nombre}

proportionnel

^au

d6place-

ment du reticule _par l’interm6diaire du tambour et

du circuit

electrique

^sont

envoy6es

^a l’entrée d’une calculatrice. Celle-ci compte,

enregistre

^{et somme les}

longueurs

^des

grains

^{et les}

longueurs

des lacunes.

L’operateur

^{declenche ces}

operations lorsque

^la

posi-

tion du reticule

correspond

^{au d6but ou a} la fin d’un

grain

^ou d’une lacune.

Rdsultats

expérimentaux.

^{- La} recherche d’un 6tat lie

(Z- n)

s’est faite sur 23 6v6nements. Sur

ce

total,

^{dans 3 cas} seulement la

production

pos- sible du

(Z- n)

^était

accompagnee

de celle d’un meson 7c+.

Aucun ^cas de

(Z- n)

^n’a pu etre mis en evidence

sur 1’ensemble des resultats obtenus.

Le ^taux de

production (E- n)/E-

^est extrêmement faible : dans environ

0,3 %

^{des cas} seulement il _y a

production

^d’un

^Z-

lors de l’interaction d’un K- à l’arret avec les _noyaux de 1’6mulsion

(6);

⁶⁷

%

^des

E- interagissent

^{ou se}

desintegrent

^{a I’arr6t}

(6).

Enfin, cinematiquement,

^{il est}

possible

^d’exclure

environ 80

%

^{des cas}

lorsque

^la

production

^du

^Z-

est

accompagn6e

d’un 7r+. Dans environ 70

%

^des

cas, 1’emission d’un

Z- s’accompagne

de celui d’un meson 1C+.

Ce resultat relatif a 1’existence du

(S n)

^est compa- rable a celui obtenu a

Chicago (4)

^{avec un nombre}

semblable de cas etudies.

L’energie

de liaison calculee s’avere dans tous les

cas tres faible. Une diffusion

possible

^a l’int6rieur du noyau ^ou l’influence du

champ

coulombien

peut

^etre

a

l’origine

^{de ce faible taux de}

production, principale-

ment dans le cas des _noyaux lourds. Une

plus grande statistique

^devrait

permettre

des conclusions d6fi- nitives.

Les auteurs remercient M. le Professeur R. Omnes

et le Docteur

J.-L.

^Basdevant pour les discussions interessantes. Nous

exprimons egalement

^{nos re-}

merciements a M. le Professeur P. Cüer _pour 1’en-

couragement

^{et 1’aide}

qu’il

n’a cesse de nous

prodiguer.

L’un des ^auteurs

(H. A.),

boursier de

1’O.C.D.E.,

voudrait remercier le Docteur H. H. Heckmann et

les membres de son groupe pour leur

hospitalite

^et

l’assistance obtenue lors de sa visite au Lawrence Radiation

Laboratory

^{ou les}

premi6res

^{mesures de}

cette

experience

^ont ete faites a 1’aide du T.V. micro- scope

analyseur

^{de traces.}

Manuscrit requ le 11 mai 1967.

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