Life time measurements of unstable charged particles of cosmic radiation using emulsions

Summary

In the present paper two different procedures are described which both allow the determination of the mean life of charged unstable particles whose tracks are observed in nuclear emulsions. The first procedure, which has been already presented in a preceding paper, is based on the method of «maximum likelihood». The second procedure is based on the use of the so called «residual time». This time is defined as follows: Let us consider a particle which decays in flight in the plate, with a velocityβ _d at an instantt _d . If it has not decayed it would have been brought to rest in the emulsion at a timet ₀. The time intervalt _d −t ₀ is the «residual time» (see fig. 1). The combination of the two methods reduces the influence of experimental bias of both geometrical and kinematical origin. The application of these methods to the case of hyperons allows one to establish the following limits to their mean life: 3·10⁻¹⁰≥τ≥0.5·10⁻¹⁰ s.

Riassunto

Il presente lavoro è dedicato alla esposizione e al confronto di due procedimenti per la determinazione della vita media di corpuscoli carichi instabili le cui tracce vengono osservate in emulsioni nucleari. Il primo procedimento, che già è stato esposto in un precedente lavoro, è basato sul metodo della «massima veorimiglianza» (maximum likelihood). Il secondo procedimento, invece, è basato sul far uso, come variabile per rappresentare il comportamento dei corpuscoli dall’istante in cui escono da una stella o entrano nella emulsione fino all’istante in cui decadono, del cosiddetto «tempo residuo», ossia del tempo che essi impiegherebbero, se non decadessero, a ridursi in quiete a partire dall’istante in cui decadono. Dopo aver confrontato tra loro i due procedimenti e aver mostrato che, specialmente se combinati insieme, essi permettono di eliminare sia l’influenza delle dimensioni finite del pacco di emulsioni che l’effetto della limitata efficienza di osservazione dipendente dalle condizioni cinematiche in cui avviene il decadimento, essi vengono applicati al caso degli iperoni. Viene così dimostrato che la corrispondente vita media è verosimilmente compresa tra i seguenti limiti: 3·10⁻¹⁰≥τ≥0.5·10⁻¹⁰ s.