Statistical theory of elastic proton-proton scattering at large angles

Summary

It is assumed that the collision of two nucleons of high energy sometimes forms a « compound system » in thermal equilibrium. The secondary processes following the collision are then the decay products of this compound system. It is conjectured that the elastic scattering at large angles is primarily due to this mechanism. Its cross-section can then be calculated by simple thermodynamical methods. The pion cloud in the compound system is approximated by a massless boson gas. The Stefan-Boltzmann equation leads to an exponential energy dependence exp [−E/T] of the cross-section withT∼E ^1/4 whereE is the kinetic energy of the nucleons. The order of magnitude of the cross-section can also be estimated. These results agree with the experimental observations and with previously published computer calculations of the relevant phase space byFast andHagedorn and byJones.

Riassunto

Si ammette che la collisione di due nucleoni di alta energia a volte formi un « sistema composto » in equilibrio termico. I processi secondari successivi alla collisione sono allora i prodotti di decadimento di questo sistema composto. Si presume che lo scattering elastico a grandi angoli sia primariamente dovuto a questo meccanismo. La sua sezione d’urto può essere allora calcolata semplicemente con metodi termodinamici. Si approssima la nuvola pionica del sistema composto con un gas di bosoni privo di massa. L’equazione di Stefan-Boltzmann porta ad una dipendenza esponenziale dall’energia exp [−E/T] della sezione d’urto conT∼E ^1/4, doveE è l’energia cinetica dei nucleoni. Si può anche stimare l’ordine di grandezza della sezione d’urto. Questi risultati si accordano colle osservazioni sperimentali dello spazio delle fasi in esame, e con calcoli eseguiti con la calcolatrice, precedentemente pubblicati, fatti daFast eHagedorn e daJones.