1
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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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Kursov S, Nikonov V, Biletskyi O, Feskov O. FORMATION OF EXCESSIVE AMOUNT OF ENDOGENOUS CARBON MONOXIDE AND INCREASE OF CARBOXYLATED HEMOGLOBIN CONTENT IN PATIENTS WITH POLYTRAUMA. Georgian Med News 2019:20-26. [PMID: 31101769] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 06/09/2023]
Abstract
There are serious conditions for increasing the production of endogenous carbon monoxide (CO) in patients with polytrauma. Any damage to the cell membranes under conditions of traumatic injury, shock, acute respiratory failure, destruction of the blood cells against the background of hemorrhages, blood transfusions, and blood reinfusions can contribute to the enhancement of products. The purpose of the study was the investigation of endogenous CO production in the body of patients with polytrauma by determining the percentage of carboxylated hemoglobin (HbCO%) in the blood using photoplethysmometric technology, as well as determining the degree of danger of the specified products to the body of patients. We have investigated the percentage of HbCO in the blood of 137 patients with polytrauma. 66 patients, upon admission to the clinic, showed prevailing symptoms of traumatic hypovolemic. 36 patients manifested the syndrome of acute respiratory failure on the background of a chest injury with a lung contusion. Another 35 patients had no manifestations of acute insufficiency of the systemic circulation and acute respiratory failure. The results of their survey were used for comparison. The HbCO% content was determined by a photoplethysmometric method using a Masimo Rainbow Rad-57 apparatus (USA) along with indicators of heart rate, capillary blood oxygen saturation (SpO2%) and volume peripheral capillary perfusion (perfusion index). In patients admitted to the hospital in a state of shock, all of these indicators were monitored for 24 hours from the start of urgent surgery. To determine the relationship between the severity of hemolysis and the intensity of production of endogenous CO in patients with polytrauma, 40 patients were examined for the concentration of free hemoglobin in the blood plasma using the benzidine method. The blood carboxylated hemoglobin content was found to be the greater according to the severity of shock, by definition, in accordance with the magnitude of the shock index. The maximum HbCO% blood content in patients who were in a state of shock was ascertained during reperfusion, an hour after the start of an urgent surgical intervention. In patients with thoracic injury, the content of carboxylated hemoglobin was the greater, the more severe were the manifestations of acute respiratory failure syndrome, which was detected according to the severity of arterial hypoxemia. The severity of hemolysis turned out to be an independent risk factor for increased production of endogenous CO in patients with polytrauma. The excessive production of endogenous CO in patients with polytrauma was stated to stand for an additional threat to the viability of the body due to the formation of carboxylated hemoglobin and increased hypoxia. A probable mechanism is the activation of free radical oxidation processes with the damage of cell membranes.
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Affiliation(s)
- S Kursov
- Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine
| | - V Nikonov
- Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine
| | - O Biletskyi
- Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine
| | - O Feskov
- Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine
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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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6
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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.
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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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8
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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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Bunzl K, Puhakainen M, Riekkinnen I, Karhu P, Schimmack W, Heikinnen T, Jaakkola T, Nikonov V, Pavlov V, Rahola T, Rissanen K, Suomela M, Tillander M, Äyräs M. J Radioanal Nucl Chem 2001; 247:15-24. [DOI: 10.1023/a:1006738325403] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/12/2022]
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Abstract
This paper describes the condition of forest ecosystems subjected to smelter pollution in the Kola peninsula. This assessment is based on the parameters of the biogeochemical cycle. The defoliation index was used to delimit three basic forest states: background, defoliating, sparse. Close to the smelter, due to expansion of the area not covered by vegetation, a fourth type of state, so-called "industrial deserts", has been observed. The concentrations of sulphur, copper and nickel in the precipitation in the forests generally declined with distance from the smelter. The defoliating forests are noted for the highest Ca, Mg, K concentrations in the summer precipitation. In sparse forests and industrial deserts a decrease in the Ca, Mg, K concentrations in the summer precipitation in comparison with the defoliating forests, despite the particle emissions, could be attributed to the reduction in forest biomass. The higher levels of soil and soil leachate carbon and acidity in the defoliating forests was due to higher litterfall and to the higher dissolution of fulvic acids by the acidic precipitation. This increase in organic matter levels affects soil cation exchange capacity and cation saturation. The pine trees demonstrated significant changes in the uptake of elements in all types of forests under pollution. Elevated levels of S, Ni, Cu and K and reduced levels of Mg, Mn and Zn were found in the needles of different age classes.
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Affiliation(s)
- N Lukina
- Institute of North Industrial Ecology Problems, Apatity, Russia.
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Abstract
Biogeochemical cycles of Ni and Cu in pine forests on the northern tree line (Kola peninsula) in the background and industry-disturbed areas have been investigated. Total, bio-available and exchangeable concentrations of Ni and Cu in the soil, atmospheric Ni and Cu fluxes and soil water migration, and metal uptake by plants are considered. In the polluted area, forest ecosystems are seen as biogeochemical barriers which may attenuate intensity of Ni and Cu migration down the soil profile. A quantitative assessment is given of the role of dominating forest plants and soil horizons as barriers to heavy metal fluxes.
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Affiliation(s)
- V Nikonov
- Institute of North Industrial Ecology Problems, Apatity, Russia.
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