Production of${\mathcal{N}}^* (1518)$ and${\mathcal{N}}^* (1688)$ isobars in$\bar pp$ interactions at 5.7 GeV/c. Determination of their widths and decay branching ratiosinteractions at 5.7 GeV/c. Determination of their widths and decay branching ratios

Summary

The nucleon isobars${\mathcal{N}}^* (1518)$ and${\mathcal{N}}^* (1688)$ are observed in inelastic interactions of 5.7 GeV/c antiprotons in hydrogen. The widths of both of them are found to be small ((55±15) MeV and (70±20) MeV respectively), in agreement with recent phase-shift data. The 2-body to 3-body branching ratios are estimated (being 1.25 ^+0.44_−0.71 in the case of the${\mathcal{N}}^* (1518)$ and less than 1.26 with 95% confidence for the${\mathcal{N}}^* (1688)$ and show that the inelasticities of both resonances in π⁻p scattering are high. A detailed study of the 3-body${\mathcal{N}}\pi \pi$ decays provides no evidence in either case for the cascade decay into$\mathcal{N}^* (1238) + \pi$. Deviations from uniform population of the Dalitz plots for the 3-body decays are observed and are studied in terms of the 3-body decay matrix elements. Upper limits for decay of the${\mathcal{N}}^* (1688)$ into${\mathcal{N}}\eta$ and ΛK final states are estimated.

Riassunto

Sono stati osservati gli isobari nucleonici${\mathcal{N}}^* (1518)$ ed${\mathcal{N}}^* (1688)$ nelle interazioni anelastiche di antiprotoni di 5.7 GeV/c in idrogeno. Sono state trovate come larghezze di questi isobari (55±15) MeV e (70±20) MeV rispettivamente, in accordo con i dati ottenuti recentemente dall'analisi in fasis. Sono stati stimati i rapporti di decadimento in 2 corpi ed in 3 corpi (1.25 ^+0.44_−0.71 per$l'{\mathcal{N}}^* (1518)$ e minore di 1.26 con il 95% di attendibilità per$l'{\mathcal{N}}^* (1688)$ e si è dimostrato che le anelasticità di entrambe le risonanze nello scattering π⁻p sono alte. Uno studio dettagliato dei decadimenti in tre corpi${\mathcal{N}}\pi \pi$ non dà evidenza in alcun caso per il decadimento a cascata in$\mathcal{N}^* (1238) + \pi$. Nei diagrammi di Dalitz sono state osservate delle deviazioni dalla distribuzione uniforme degli eventi per i decadimenti in tre corpi e sono state studiate in termini di elementi della matrice di decadimento in tre corpi. Sono stati stimati i limiti superiori per i decadimenti$dell'{\mathcal{N}}^* (1688)$ in${\mathcal{N}}\eta$ e ΛK.

Резюме

Наблюдаются нуклонные изобары${\mathcal{N}}^* (1518)$ и${\mathcal{N}}^* (1688)$ при неупругих взаимодействиях 5.7 ГэB/c антипротонов в водороде. Найдено, что их ширины малые, (55±15) MэB и (70±20) MэB, соответственно, что согласуется с недавними данными фазового анализа. Оцениваются отношения двух-частичных и трех-частичных распадов, причём, отношения равны 1.25 ^+0.44_−0.71 в случае${\mathcal{N}}^* (1518)$ и меньше чем 1.26, c 95% уверенностью, для${\mathcal{N}}^* (1688)$; показано, что неупругости обоих резонансов при π⁻p рассеянии являются значительными. Детальное 3-частичных${\mathcal{N}}\pi \pi$ распадов позволяет установить, что в любом случае не наблюдается каскадный распад в$\mathcal{N}^* (1238) + \pi$. Наблюдаются отклонения от равномерной заселенности Далитцевских кривых для 3-частичных распадов и ⥹ти отклонения изучаются в выражениях матричных элементов 3-частичного распада. Оцениваются верхние пределы для распада${\mathcal{N}}^* (1688)$ в${\mathcal{N}}\eta$ и в ΛK в конечных состояниях.