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Jermann N, Krusche B, Metag V, Afzal F, Badea M, Beck R, Bielefeldt P, Bieling J, Biroth M, Blanke E, Borisov N, Bornstein M, Brinkmann KT, Ciupka S, Crede V, Dolzhikov A, Drexler P, Dutz H, Elsner D, Fedorov A, Frommberger F, Gardner S, Ghosal D, Goertz S, Gorodnov I, Grüner M, Hammann C, Hartmann J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jude TC, Kalischewski F, Ketzer B, Klassen P, Klein F, Klempt E, Knaust J, Kolanus N, Kreit J, Krönert P, Lang M, Lazarev AB, Livingston K, Lutterer S, Mahlberg P, Meier C, Meyer W, Mitlasoczki B, Müllers J, Nanova M, Neganov A, Nikonov K, Noël JF, Ostrick M, Ottnad J, Otto B, Penman G, Poller T, Proft D, Reicherz G, Reinartz N, Richter L, Runkel S, Salisbury B, Sarantsev AV, Schaab D, Schmidt C, Schmieden H, Schultes J, Seifen T, Spieker K, Stausberg N, Steinacher M, Taubert F, Thiel A, Thoma U, Thomas A, Urban M, Urff G, Usov Y, van Pee H, Wang YC, Wendel C, Wiedner U, Wunderlich Y. Measurement of polarization observables T, P, and H in π0 and η photoproduction off quasi-free nucleons. Eur Phys J A Hadron Nucl 2023; 59:232. [PMID: 37860634 PMCID: PMC10582157 DOI: 10.1140/epja/s10050-023-01134-0] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/04/2023] [Accepted: 09/21/2023] [Indexed: 10/21/2023]
Abstract
The target asymmetry T, recoil asymmetry P, and beam-target double polarization observable H were determined in exclusive π 0 and η photoproduction off quasi-free protons and, for the first time, off quasi-free neutrons. The experiment was performed at the electron stretcher accelerator ELSA in Bonn, Germany, with the Crystal Barrel/TAPS detector setup, using a linearly polarized photon beam and a transversely polarized deuterated butanol target. Effects from the Fermi motion of the nucleons within deuterium were removed by a full kinematic reconstruction of the final state invariant mass. A comparison of the data obtained on the proton and on the neutron provides new insight into the isospin structure of the electromagnetic excitation of the nucleon. Earlier measurements of polarization observables in the γ p → π 0 p and γ p → η p reactions are confirmed. The data obtained on the neutron are of particular relevance for clarifying the origin of the narrow structure in the η n system at W = 1.68 GeV . A comparison with recent partial wave analyses favors the interpretation of this structure as arising from interference of the S 11 ( 1535 ) and S 11 ( 1650 ) resonances within the S 11 -partial wave.
Collapse
Affiliation(s)
- N. Jermann
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - B. Krusche
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - V. Metag
- II. Physikalisches Institut, University of Giessen, Giessen, Germany
| | - F. Afzal
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Badea
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - R. Beck
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - P. Bielefeldt
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Bieling
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Biroth
- Institut für Kernphysik, University of Mainz, Mainz, Germany
| | - E. Blanke
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - N. Borisov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - M. Bornstein
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - K.-T. Brinkmann
- II. Physikalisches Institut, University of Giessen, Giessen, Germany
| | - S. Ciupka
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - V. Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, USA
| | - A. Dolzhikov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - P. Drexler
- Institut für Kernphysik, University of Mainz, Mainz, Germany
| | - H. Dutz
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Elsner
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - A. Fedorov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - F. Frommberger
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - S. Gardner
- SUPA School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow, UK
| | - D. Ghosal
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
- Present Address: resent address: University of Liverpool, Liverpool, UK
| | - S. Goertz
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - I. Gorodnov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - M. Grüner
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - C. Hammann
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Hartmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - W. Hillert
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
- Present Address: resent address: University of Hamburg, Hamburg, Germany
| | - P. Hoffmeister
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - C. Honisch
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - T. C. Jude
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - F. Kalischewski
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - B. Ketzer
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - P. Klassen
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - F. Klein
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - E. Klempt
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Knaust
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - N. Kolanus
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Kreit
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - P. Krönert
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Lang
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | | | - K. Livingston
- SUPA School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow, UK
| | - S. Lutterer
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
- Present Address: resent address: Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
| | - P. Mahlberg
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - C. Meier
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - W. Meyer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
| | - B. Mitlasoczki
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Müllers
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Nanova
- II. Physikalisches Institut, University of Giessen, Giessen, Germany
| | - A. Neganov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - K. Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. F. Noël
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Ostrick
- Institut für Kernphysik, University of Mainz, Mainz, Germany
| | - J. Ottnad
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - B. Otto
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - G. Penman
- SUPA School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow, UK
| | - T. Poller
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Proft
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - G. Reicherz
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
| | - N. Reinartz
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - L. Richter
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - S. Runkel
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - B. Salisbury
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - A. V. Sarantsev
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Schaab
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - C. Schmidt
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - H. Schmieden
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Schultes
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - T. Seifen
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - K. Spieker
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - N. Stausberg
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Steinacher
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - F. Taubert
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - A. Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - U. Thoma
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - A. Thomas
- Institut für Kernphysik, University of Mainz, Mainz, Germany
| | - M. Urban
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - G. Urff
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - Y. Usov
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
| | - H. van Pee
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - Y. C. Wang
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - C. Wendel
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - U. Wiedner
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
| | - Y. Wunderlich
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
| | - CBELSA/TAPS Collaboration
- Department of Physics, University of Basel, Basel, Switzerland
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, University of Bonn, Bonn, Germany
- II. Physikalisches Institut, University of Giessen, Giessen, Germany
- Institut für Kernphysik, University of Mainz, Mainz, Germany
- Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, USA
- Physikalisches Institut, University of Bonn, Bonn, Germany
- SUPA School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow, UK
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
- Present Address: resent address: University of Liverpool, Liverpool, UK
- Present Address: resent address: University of Hamburg, Hamburg, Germany
- Present Address: resent address: Ruhr University Bochum, Bochum, Germany
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Gottschall M, Afzal F, Anisovich AV, Bayadilov D, Beck R, Bichow M, Brinkmann KT, Crede V, Dieterle M, Dietz F, Dutz H, Eberhardt H, Elsner D, Ewald R, Fornet-Ponse K, Friedrich S, Frommberger F, Gridnev A, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hartmann J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jude T, Kammer S, Kalinowsky H, Keshelashvili I, Klassen P, Klein F, Klempt E, Koop K, Krusche B, Kube M, Lang M, Lopatin I, Mahlberg P, Makonyi K, Metag V, Meyer W, Müller J, Müllers J, Nanova M, Nikonov V, Novotny R, Piontek D, Reicherz G, Rostomyan T, Sarantsev A, Schmidt C, Schmieden H, Seifen T, Sokhoyan V, Spieker K, Thiel A, Thoma U, Urban M, Pee HV, Walther D, Wendel C, Werthmüller D, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A, Witthauer L, Wunderlich Y. Measurement of the helicity asymmetry E for the reaction γ p → π 0 p : The CBELSA/TAPS Collaboration. Eur Phys J A Hadron Nucl 2021; 57:40. [PMID: 33551676 PMCID: PMC7840663 DOI: 10.1140/epja/s10050-020-00334-2] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/20/2019] [Accepted: 11/28/2020] [Indexed: 06/12/2023]
Abstract
A measurement of the double-polarization observable E for the reaction γ p → π 0 p is reported. The data were taken with the CBELSA/TAPS experiment at the ELSA facility in Bonn using the Bonn frozen-spin butanol (C4 H9 OH) target, which provided longitudinally-polarized protons. Circularly-polarized photons were produced via bremsstrahlung of longitudinally-polarized electrons. The data cover the photon energy range fromE γ = 600 to 2310 MeV and nearly the complete angular range. The results are compared to and have been included in recent partial wave analyses.
Collapse
Affiliation(s)
- M. Gottschall
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - F. Afzal
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - A. V. Anisovich
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - D. Bayadilov
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - R. Beck
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Bichow
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr–Universität Bochum, Bochum, Germany
| | | | - V. Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306 USA
| | - M. Dieterle
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Basel, Switzerland
| | - F. Dietz
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - H. Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - H. Eberhardt
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Elsner
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - R. Ewald
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | | | - St. Friedrich
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - F. Frommberger
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - A. Gridnev
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - M. Grüner
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - E. Gutz
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - Ch. Hammann
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Hannappel
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Hartmann
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - W. Hillert
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - Ph. Hoffmeister
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - Ch. Honisch
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - T. Jude
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - S. Kammer
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - H. Kalinowsky
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | | | - P. Klassen
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - F. Klein
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - E. Klempt
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - K. Koop
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - B. Krusche
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Basel, Switzerland
| | - M. Kube
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Lang
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - I. Lopatin
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - P. Mahlberg
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - K. Makonyi
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - V. Metag
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - W. Meyer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr–Universität Bochum, Bochum, Germany
| | - J. Müller
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - J. Müllers
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Nanova
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - V. Nikonov
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - R. Novotny
- Physikalisches Institut, Universität Gießen, Gießen, Germany
| | - D. Piontek
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - G. Reicherz
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr–Universität Bochum, Bochum, Germany
| | - T. Rostomyan
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Basel, Switzerland
| | - A. Sarantsev
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - Ch. Schmidt
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - H. Schmieden
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - T. Seifen
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - V. Sokhoyan
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - K. Spieker
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - A. Thiel
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - U. Thoma
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - M. Urban
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - H. van Pee
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Walther
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - Ch. Wendel
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - D. Werthmüller
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Basel, Switzerland
| | - U. Wiedner
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr–Universität Bochum, Bochum, Germany
| | - A. Wilson
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306 USA
| | - A. Winnebeck
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
| | - L. Witthauer
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Basel, Switzerland
| | - Y. Wunderlich
- Helmholtz–Institut für Strahlen– und Kernphysik, Universität Bonn, Bonn, Germany
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Afzal F, Wunderlich Y, Anisovich AV, Bayadilov D, Beck R, Becker M, Blanke E, Brinkmann KT, Ciupka S, Crede V, Dieterle M, Dutz H, Elsner D, Friedrich S, Frommberger F, Gridnev A, Gottschall M, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hartmann J, Hillert W, Hoff J, Hoffmeister P, Honisch C, Jude T, Kalinowsky H, Kalischewski F, Keshelashvili I, Klassen P, Klein F, Klempt E, Koop K, Kroenert P, Krusche B, Lang M, Lopatin I, Mahlberg P, Meißner UG, Messi F, Metag V, Meyer W, Mitlasóczki B, Müller J, Müllers J, Nanova M, Nikonov K, Nikonov V, Novinskiy V, Novotny R, Piontek D, Reicherz G, Richter L, Rönchen D, Rostomyan T, Salisbury B, Sarantsev A, Schaab D, Schmidt C, Schmieden H, Schultes J, Seifen T, Sokhoyan V, Sowa C, Spieker K, Stausberg N, Thiel A, Thoma U, Triffterer T, Urban M, Urff G, van Pee H, Walther D, Wendel C, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A, Witthauer L. Observation of the pη^{'} Cusp in the New Precise Beam Asymmetry Σ Data for γp→pη. Phys Rev Lett 2020; 125:152002. [PMID: 33095637 DOI: 10.1103/physrevlett.125.152002] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/01/2020] [Revised: 07/24/2020] [Accepted: 08/28/2020] [Indexed: 06/11/2023]
Abstract
Data on the beam asymmetry Σ in the photoproduction of η mesons off protons are reported for tagged photon energies from 1130 to 1790 MeV (mass range from W=1748 MeV to W=2045 MeV). The data cover the full solid angle that allows for a precise moment analysis. For the first time, a strong cusp effect in a polarization observable has been observed that is an effect of a branch-point singularity at the pη^{'} threshold [E_{γ}=1447 MeV (W=1896 MeV)]. The latest BnGa partial wave analysis includes the new beam asymmetry data and yields a strong indication for the N(1895)1/2^{-} nucleon resonance, demonstrating the importance of including all singularities for a correct determination of partial waves and resonance parameters.
Collapse
Affiliation(s)
- F Afzal
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - Y Wunderlich
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - A V Anisovich
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - D Bayadilov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - R Beck
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - M Becker
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - E Blanke
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - K-Th Brinkmann
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | - S Ciupka
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - V Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - M Dieterle
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Switzerland
| | - H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - D Elsner
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - S Friedrich
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | | | - A Gridnev
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - M Gottschall
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - M Grüner
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - E Gutz
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | - C Hammann
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - J Hannappel
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - J Hartmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - W Hillert
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - J Hoff
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - P Hoffmeister
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - C Honisch
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - T Jude
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - H Kalinowsky
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - F Kalischewski
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | | | - P Klassen
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - F Klein
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - E Klempt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - K Koop
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - P Kroenert
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - B Krusche
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Switzerland
| | - M Lang
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - I Lopatin
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - P Mahlberg
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - U-G Meißner
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- Institute for Advanced Simulation, Institut für Kernphysik and Jülich Center for Hadron Physics, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich, Germany
| | - F Messi
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - V Metag
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | - W Meyer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr Universität Bochum, Germany
| | - B Mitlasóczki
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - J Müller
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - J Müllers
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - M Nanova
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | - K Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - V Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - V Novinskiy
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - R Novotny
- II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, Germany
| | - D Piontek
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - G Reicherz
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr Universität Bochum, Germany
| | - L Richter
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - D Rönchen
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - T Rostomyan
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Switzerland
| | - B Salisbury
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - A Sarantsev
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- National Research Centre "Kurchatov Institute", Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russia
| | - D Schaab
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - C Schmidt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - H Schmieden
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, Germany
| | - J Schultes
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - T Seifen
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - V Sokhoyan
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - C Sowa
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr Universität Bochum, Germany
| | - K Spieker
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - N Stausberg
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - A Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - U Thoma
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - T Triffterer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr Universität Bochum, Germany
| | - M Urban
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - G Urff
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - H van Pee
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - D Walther
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - Ch Wendel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - U Wiedner
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr Universität Bochum, Germany
| | - A Wilson
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - A Winnebeck
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
| | - L Witthauer
- Physikalisches Institut, Universität Basel, Switzerland
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4
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Alef S, Bauer P, Bayadilov D, Beck R, Becker M, Bella A, Bielefeldt P, Böse S, Braghieri A, Brinkmann K, Cole P, Di Salvo R, Dutz H, Elsner D, Fantini A, Freyermuth O, Friedrich S, Frommberger F, Ganenko V, Geffers D, Gervino G, Ghio F, Görtz S, Gridnev A, Gutz E, Hammann D, Hannappel J, Hillert W, Ignatov A, Jahn R, Joosten R, Jude T, Klein F, Knaust J, Kohl K, Koop K, Krusche B, Lapik A, Levi Sandri P, Lopatin I, Mandaglio G, Messi F, Messi R, Metag V, Moricciani D, Mushkarenkov A, Nanova M, Nedorezov V, Novinskiy D, Pedroni P, Reitz B, Romaniuk M, Rostomyan T, Rudnev N, Schaerf C, Scheluchin G, Schmieden H, Stugelev A, Sumachev V, Tarakanov V, Vegna V, Walther D, Watts D, Zaunick H, Zimmermann T. Commissioning and initial experimental program of the BGO-OD experiment at ELSA. EPJ Web Conf 2016. [DOI: 10.1051/epjconf/201613007013] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/15/2022] Open
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5
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Thiel A, Sokhoyan V, Gutz E, van Pee H, Anisovich AV, Bacelar JCS, Bantes B, Bartholomy O, Bayadilov D, Beck R, Beloglazov Y, Castelijns R, Crede V, Dutz H, Elsner D, Ewald R, Frommberger F, Fuchs M, Funke C, Gregor R, Gridnev A, Hillert W, Hoffmeister P, Horn I, Jaegle I, Junkersfeld J, Kalinowsky H, Kammer S, Kleber V, Klein F, Klein F, Klempt E, Kotulla M, Krusche B, Lang M, Löhner H, Lopatin I, Lugert S, Mertens T, Messchendorp JG, Metag V, Metsch B, Nanova M, Nikonov V, Novinski D, Novotny R, Ostrick M, Pant L, Pfeiffer M, Piontek D, Roy A, Sarantsev AV, Schmidt C, Schmieden H, Shende S, Süle A, Sumachev VV, Szczepanek T, Thoma U, Trnka D, Varma R, Walther D, Wendel C, Wilson A. Three-body nature of N(*) and Δ(*) resonances from sequential decay chains. Phys Rev Lett 2015; 114:091803. [PMID: 25793801 DOI: 10.1103/physrevlett.114.091803] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/03/2014] [Indexed: 06/04/2023]
Abstract
The Nπ^{0}π^{0} decays of positive-parity N^{*} and Δ^{*} resonances at about 2 GeV are studied at ELSA by photoproduction of two neutral pions off protons. The data reveal clear evidence for several intermediate resonances: Δ(1232), N(1520)3/2^{-}, and N(1680)5/2^{+}, with spin parities J^{P}=3/2^{+}, 3/2^{-}, and 5/2^{+}. The partial wave analysis (within the Bonn-Gatchina approach) identifies N(1440)1/2^{+} and the N(ππ)_{S wave} (abbreviated as Nσ here) as further isobars and assigns the final states to the formation of nucleon and Δ resonances and to nonresonant contributions. We observe the known Δ(1232)π decays of Δ(1910)1/2^{+}, Δ(1920)3/2^{+}, Δ(1905)5/2^{+}, Δ(1950)7/2^{+}, and of the corresponding spin-parity series in the nucleon sector, N(1880)1/2^{+}, N(1900)3/2^{+}, N(2000)5/2^{+}, and N(1990)7/2^{+}. For the nucleon resonances, these decay modes are reported here for the first time. Further new decay modes proceed via N(1440)1/2^{+}π, N(1520)3/2^{-}π, N(1680)5/2^{+}π, and Nσ. The latter decay modes are observed in the decay of N^{*} resonances and at most weakly in Δ^{*} decays. It is argued that these decay modes provide evidence for a 3-quark nature of N^{*} resonances rather than a quark-diquark structure.
Collapse
Affiliation(s)
- A Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - V Sokhoyan
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - E Gutz
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - H van Pee
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - A V Anisovich
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - J C S Bacelar
- Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands
| | - B Bantes
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - O Bartholomy
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - D Bayadilov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - R Beck
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Yu Beloglazov
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - R Castelijns
- Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands
| | - V Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - H Dutz
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - D Elsner
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - R Ewald
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - F Frommberger
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - M Fuchs
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Funke
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - R Gregor
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - A Gridnev
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - W Hillert
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Ph Hoffmeister
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - I Horn
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - I Jaegle
- Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - J Junkersfeld
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - H Kalinowsky
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - S Kammer
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - V Kleber
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Frank Klein
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Friedrich Klein
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - E Klempt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - M Kotulla
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
- Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - B Krusche
- Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - M Lang
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - H Löhner
- Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands
| | - I Lopatin
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - S Lugert
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - T Mertens
- Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - J G Messchendorp
- Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands
| | - V Metag
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - B Metsch
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - M Nanova
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - V Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - D Novinski
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - R Novotny
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - M Ostrick
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - L Pant
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - M Pfeiffer
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - D Piontek
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - A Roy
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - A V Sarantsev
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - Ch Schmidt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - H Schmieden
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - S Shende
- Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands
| | - A Süle
- Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - V V Sumachev
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia
| | - T Szczepanek
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - U Thoma
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - D Trnka
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - R Varma
- II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - D Walther
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Wendel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
| | - A Wilson
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
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Hartmann J, Dutz H, Anisovich AV, Bayadilov D, Beck R, Becker M, Beloglazov Y, Berlin A, Bichow M, Böse S, Brinkmann KT, Crede V, Dieterle M, Eberhardt H, Elsner D, Fornet-Ponse K, Friedrich S, Frommberger F, Funke C, Gottschall M, Gridnev A, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hannen V, Herick J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jahn O, Jude T, Käser A, Kaiser D, Kalinowsky H, Kalischewski F, Klassen P, Keshelashvili I, Klein F, Klempt E, Koop K, Krusche B, Kube M, Lang M, Lopatin I, Makonyi K, Messi F, Metag V, Meyer W, Müller J, Nanova M, Nikonov V, Novinski D, Novotny R, Piontek D, Rosenbaum C, Roth B, Reicherz G, Rostomyan T, Sarantsev A, Schmidt C, Schmieden H, Schmitz R, Seifen T, Sokhoyan V, Thämer P, Thiel A, Thoma U, Urban M, van Pee H, Walther D, Wendel C, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A, Witthauer L, Wunderlich Y. N(1520) 3/2(-) helicity amplitudes from an energy-independent multipole analysis based on new polarization data on photoproduction of neutral pions. Phys Rev Lett 2014; 113:062001. [PMID: 25148317 DOI: 10.1103/physrevlett.113.062001] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/28/2014] [Indexed: 06/03/2023]
Abstract
New data on the polarization observables T, P, and H for the reaction γp→pπ(0) are reported. The results are extracted from azimuthal asymmetries when a transversely polarized butanol target and a linearly polarized photon beam are used. The data were taken at the Bonn electron stretcher accelerator ELSA using the CBELSA/TAPS detector. These and earlier data are used to perform a truncated energy-independent partial wave analysis in sliced-energy bins. This energy-independent analysis is compared to the results from energy-dependent partial wave analyses.
Collapse
Affiliation(s)
- J Hartmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A V Anisovich
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - D Bayadilov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - R Beck
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Becker
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Y Beloglazov
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - A Berlin
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - M Bichow
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - S Böse
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K-Th Brinkmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - V Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - M Dieterle
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - H Eberhardt
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - D Elsner
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K Fornet-Ponse
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - St Friedrich
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - F Frommberger
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Funke
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Gottschall
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Gridnev
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - M Grüner
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - E Gutz
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - Ch Hammann
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - J Hannappel
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - V Hannen
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - J Herick
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - W Hillert
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ph Hoffmeister
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Honisch
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - O Jahn
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - T Jude
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Käser
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - D Kaiser
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Kalinowsky
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - F Kalischewski
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - P Klassen
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - I Keshelashvili
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - F Klein
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - E Klempt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K Koop
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - B Krusche
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - M Kube
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Lang
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - I Lopatin
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - K Makonyi
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - F Messi
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - V Metag
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - W Meyer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - J Müller
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Nanova
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - V Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - D Novinski
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - R Novotny
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - D Piontek
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - C Rosenbaum
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - B Roth
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - G Reicherz
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - T Rostomyan
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - A Sarantsev
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina 188300, Russia
| | - Ch Schmidt
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Schmieden
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - R Schmitz
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - T Seifen
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - V Sokhoyan
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ph Thämer
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - U Thoma
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Urban
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H van Pee
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - D Walther
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Wendel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - U Wiedner
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - A Wilson
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - A Winnebeck
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - L Witthauer
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - Y Wunderlich
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
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Gottschall M, Anisovich AV, Bantes B, Bayadilov D, Beck R, Bichow M, Böse S, Brinkmann KT, Challand T, Crede V, Dietz F, Dutz H, Eberhardt H, Elsner D, Ewald R, Fornet-Ponse K, Friedrich S, Frommberger F, Funke C, Gridnev A, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hartmann J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jaegle I, Kaiser D, Kalinowsky H, Kammer S, Keshelashvili I, Klein F, Klempt E, Koop K, Krusche B, Kube M, Lang M, Lopatin I, Maghrbi Y, Makonyi K, Metag V, Meyer W, Müller J, Nanova M, Nikonov V, Novotny R, Piontek D, Reicherz G, Rostomyan T, Sarantsev A, Schaepe S, Schmidt C, Schmieden H, Schmitz R, Seifen T, Sokhoyan V, Thiel A, Thoma U, Urban M, van Pee H, Walther D, Wendel C, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A. First measurement of the helicity asymmetry for γp → pπ0 in the resonance region. Phys Rev Lett 2014; 112:012003. [PMID: 24483889 DOI: 10.1103/physrevlett.112.012003] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/18/2013] [Indexed: 06/03/2023]
Abstract
The first measurement of the helicity dependence of the photoproduction cross section of single neutral pions off protons is reported for photon energies from 600 to 2300 MeV, covering nearly the full solid angle. The data are compared to predictions from the SAID, MAID, and BnGa partial wave analyses. Strikingly large differences between data and predictions are observed, which are traced to differences in the helicity amplitudes of well-known and established resonances. Precise values for the helicity amplitudes of several resonances are reported.
Collapse
Affiliation(s)
- M Gottschall
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A V Anisovich
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - B Bantes
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - D Bayadilov
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - R Beck
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Bichow
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - S Böse
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K-Th Brinkmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - Th Challand
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - V Crede
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - F Dietz
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Eberhardt
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - D Elsner
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - R Ewald
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K Fornet-Ponse
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - St Friedrich
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - F Frommberger
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Funke
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Gridnev
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - M Grüner
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - E Gutz
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - Ch Hammann
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - J Hannappel
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - J Hartmann
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - W Hillert
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ph Hoffmeister
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Honisch
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - I Jaegle
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - D Kaiser
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Kalinowsky
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - S Kammer
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - I Keshelashvili
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - F Klein
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - E Klempt
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - K Koop
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - B Krusche
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - M Kube
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Lang
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - I Lopatin
- Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - Y Maghrbi
- Department Physik, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland
| | - K Makonyi
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - V Metag
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - W Meyer
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - J Müller
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Nanova
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - V Nikonov
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - R Novotny
- II. Physikalisches Institut, Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany
| | - D Piontek
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - G Reicherz
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - T Rostomyan
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Sarantsev
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany and Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 188300 Russia
| | - St Schaepe
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Schmidt
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H Schmieden
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - R Schmitz
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - T Seifen
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - V Sokhoyan
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - A Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - U Thoma
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - M Urban
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - H van Pee
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - D Walther
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - Ch Wendel
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
| | - U Wiedner
- Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Germany
| | - A Wilson
- Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA
| | - A Winnebeck
- Helmholtz-Institut für Strahlen-und Kernphysik, Universität Bonn, 53115 Bonn, Germany
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Thiel A, Anisovich AV, Bayadilov D, Bantes B, Beck R, Beloglazov Y, Bichow M, Böse S, Brinkmann KT, Challand T, Crede V, Dietz F, Drexler P, Dutz H, Eberhardt H, Elsner D, Ewald R, Fornet-Ponse K, Friedrich S, Frommberger F, Funke C, Gottschall M, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hartmann J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jaegle I, Jürgensen I, Kaiser D, Kalinowsky H, Kalischewski F, Kammer S, Keshelashvili I, Kleber V, Klein F, Klempt E, Krusche B, Lang M, Lopatin I, Maghrbi Y, Makonyi K, Metag V, Meyer W, Müller J, Nanova M, Nikonov V, Novotny R, Piontek D, Reicherz G, Sarantsev A, Schmidt C, Schmieden H, Seifen T, Sokhoyan V, Sumachev V, Thoma U, vanPee H, Walther D, Wendel C, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A, Wunderlich Y. Thiel et al. reply:. Phys Rev Lett 2013; 110:169102. [PMID: 23679652 DOI: 10.1103/physrevlett.110.169102] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/30/2012] [Indexed: 06/02/2023]
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Thiel A, Anisovich AV, Bayadilov D, Bantes B, Beck R, Beloglazov Y, Bichow M, Böse S, Brinkmann KT, Challand T, Crede V, Dietz F, Drexler P, Dutz H, Eberhardt H, Elsner D, Ewald R, Fornet-Ponse K, Friedrich S, Frommberger F, Funke C, Gottschall M, Grüner M, Gutz E, Hammann C, Hannappel J, Hartmann J, Hillert W, Hoffmeister P, Honisch C, Jaegle I, Jürgensen I, Kaiser D, Kalinowsky H, Kalischewski F, Kammer S, Keshelashvili I, Kleber V, Klein F, Klempt E, Krusche B, Lang M, Lopatin I, Maghrbi Y, Makonyi K, Metag V, Meyer W, Müller J, Nanova M, Nikonov V, Novotny R, Piontek D, Reicherz G, Sarantsev A, Schmidt C, Schmieden H, Seifen T, Sokhoyan V, Sumachev V, Thoma U, Vanpee H, Walther D, Wendel C, Wiedner U, Wilson A, Winnebeck A, Wunderlich Y. Well-established nucleon resonances revisited by double-polarization measurements. Phys Rev Lett 2012; 109:102001. [PMID: 23005280 DOI: 10.1103/physrevlett.109.102001] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 1.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/11/2012] [Indexed: 06/01/2023]
Abstract
The first measurement is reported of the double-polarization observable G in the photoproduction of neutral pions off protons, covering the photon energy range from 620 to 1120 MeV and the full solid angle. G describes the correlation between the photon polarization plane and the scattering plane for protons polarized along the direction of the incoming photon. The observable is highly sensitive to contributions from baryon resonances. The new results are compared to the predictions from SAID, MAID, and BnGa partial wave analyses. In spite of the long-lasting efforts to understand γp→pπ(0) as the simplest photoproduction reaction, surprisingly large differences between the new data and the latest predictions are observed which are traced to different contributions of the N(1535) resonance with spin parity J(P)=1/2(-) and N(1520) with J(P)=3/2(-). In the third resonance region, where N(1680) with J(P)=5/2(+) production dominates, the new data are reasonably close to the predictions.
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Affiliation(s)
- A Thiel
- Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn, Germany
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Dutz H, Helbing K, Krimmer J, Speckner T, Zeitler G, Ahrens J, Altieri S, Annand JRM, Anton G, Arends HJ, Beck R, Bock A, Bradtke C, Braghieri A, v Drachenfels W, Frommberger F, Godo M, Goertz S, Grabmayr P, Hasegawa S, Hansen K, Harmsen J, Heid E, Hillert W, Holvoet H, Horikawa N, Iwata T, Van Hoorebeke L, d'Hose N, Jennewein P, Kiel B, Klein F, Kondratiev R, Lang M, Lannoy B, Leukel R, Lisin V, Menze D, Meyer W, Michel T, Naumann J, Panzeri A, Pedroni P, Pinelli T, Preobrajenski I, Radtke E, Reicherz G, Rohlof C, Rostomyan T, Sauer M, Schoch B, Schumacher M, Tamas G, Thomas A, van de Vyver R, Weihofen W, Zapadtka F. Measurement of helicity-dependent photoabsorption cross sections on the neutron from 815 to 1825 MeV. Phys Rev Lett 2005; 94:162001. [PMID: 15904214 DOI: 10.1103/physrevlett.94.162001] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/15/2004] [Indexed: 05/02/2023]
Abstract
Helicity-dependent total photoabsorption cross sections on the deuteron have been measured for the first time at ELSA (Bonn) in the photon energy range from 815 to 1825 MeV. Circularly polarized tagged photons impinging on a longitudinally polarized LiD target have been used together with a highly efficient 4pi detector system. The data around 1 GeV are not compatible with predictions from existing multipole analyses. From the measured energy range an experimental contribution to the GDH integral on the neutron of [33.9 +/- 5.5(stat) +/- 4.5(syst)] microb is extracted.
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Affiliation(s)
- H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, D-53115 Bonn, Germany
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Dutz H, Helbing K, Krimmer J, Speckner T, Zeitler G, Ahrens J, Altieri S, Annand JRM, Anton G, Arends HJ, Beck R, Bock A, Bradtke C, Braghieri A, v Drachenfels W, Frommberger F, Godo M, Goertz S, Grabmayr P, Hasegawa S, Hansen K, Harmsen J, Heid E, Hillert W, Holvoet H, Horikawa N, Iwata T, Hoorebeke LV, D'Hose N, Jennewein P, Kiel B, Klein F, Kondratiev R, Lang M, Lannoy B, Leukel R, Lisin V, Menze D, Meyer W, Michel T, Naumann J, Panzeri A, Pedroni P, Pinelli T, Preobrajenski I, Radtke E, Reicherz G, Rohlof C, Rostomyan T, Sauer M, Schoch B, Schumacher M, Tamas G, Thomas A, van de Vyver R, Weihofen W, Zapadtka F. Experimental check of the Gerasimov-Drell-Hearn sum rule for 1H. Phys Rev Lett 2004; 93:032003. [PMID: 15323817 DOI: 10.1103/physrevlett.93.032003] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/21/2004] [Indexed: 05/24/2023]
Abstract
For the first time we checked the fundamental Gerasimov-Drell-Hearn (GDH) sum rule for the proton experimentally in the photon energy range from 0.2-2.9 GeV with the tagged photon facilities at MAMI (Mainz) and ELSA (Bonn). New data of the doubly polarized total cross section difference are presented in the energy range from 1.6 to 2.9 GeV. The contribution to the GDH integral from 0.2-2.9 GeV yields [254+/-5(stat)+/-12(syst)] microb with negative contributions in the Regge regime at photon energies above 2.1 GeV. This trend supports the validity of the GDH sum rule.
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Affiliation(s)
- H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, D-53115 Bonn, Germany
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Dutz H, Helbing K, Krimmer J, Speckner T, Zeitler G, Ahrens J, Altieri S, Annand JRM, Anton G, Arends HJ, Beck R, Bock A, Bradtke C, Braghieri A, v Drachenfels W, Frommberger F, Godo M, Goertz S, Grabmayr P, Hasegawa S, Hansen K, Harmsen J, Heid E, Hillert W, Holvoet H, Horikawa N, Iwata T, Van Hoorebeke L, d'Hose N, Jennewein P, Kiel B, Klein F, Kondratiev R, Lang M, Lannoy B, Leukel R, Lisin V, Menze D, Meyer W, Michel T, Naumann J, Panzeri A, Pedroni P, Pinelli T, Preobrajenski I, Radtke E, Reicherz G, Rohlof C, Rostomyan T, Sauer M, Schoch B, Schumacher M, Tamas G, Thomas A, van de Vyver R, Weihofen W, Zapadtka F. First Measurement of the Gerasimov-Drell-Hearn Sum Rule for 1H from 0.7 to 1.8 GeV at ELSA. Phys Rev Lett 2003; 91:192001. [PMID: 14611575 DOI: 10.1103/physrevlett.91.192001] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/14/2003] [Indexed: 05/24/2023]
Abstract
To verify the fundamental Gerasimov-Drell-Hearn (GDH) sum rule for the first time experimentally, we measured the helicity dependent total photoabsorption cross section with circularly polarized real photons and longitudinally polarized nucleons in the photon energy range 0.68-1.82 GeV with the tagged photon facility at ELSA. The experiment was carried out with a 4pi detection system, a circularly polarized tagged photon beam, and a frozen spin polarized proton target. The contribution to the GDH sum rule in this photon energy range is [49.9+/-2.4(stat)+/-2.2(syst)] microb.
Collapse
Affiliation(s)
- H Dutz
- Physikalisches Institut, Universität Bonn, D-53115 Bonn, Germany
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Bruins EE, Bauer TS, Duif CP, Misiejuk A, Papandreou Z, Sichtermann EP, Tjon JA, Willering HW, Yeomans DM, Reike H, Durek D, Frommberger F, Gothe R, Jakob D, Kranefeld G, Kunz C, Leiendecker N, Pfeiffer G, Putsch H, Reichelt T, Schoch B, Wacker D, Wehrmeister D, Wilhelm M, Jans E, Konijn J, Furget C, Voutier E, Arenhövel H. Measurement of the neutron magnetic form factor. Phys Rev Lett 1995; 75:21-24. [PMID: 10059105 DOI: 10.1103/physrevlett.75.21] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 0.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 05/23/2023]
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