First measurement of massive virtual photon emission from N* baryon resonances - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2022

First measurement of massive virtual photon emission from N* baryon resonances

R. Abou Yassine (1) , J. Adamczewski-Musch , O. Arnold , E.T. Atomssa (1) , M. Becker , C. Behnke , J.C. Berger-Chen , A. Blanco , C. Blume , M. Böhmer , L. Chlad , P. Chudoba , I. Ciepal , C. Deveaux , D. Dittert , J. Dreyer , E. Epple , L. Fabbietti , P. Fonte , C. Franco , J. Friese , I. Fröhlich , J. Förtsch , T. Galatyuk , J.A. Garzon , R. Gernhäuser , R. Greifenhagen , M. Grunwald , M. Gumberidze , S. Harabasz , T. Heinz , T. Hennino (1) , C. Höhne , F. Hojeij (1) , R. Holzmann , M. Idzik , B. Kämpfer , K-H. Kampert , B. Kardan , V. Kedych , I. Koenig , W. Koenig , M. Kohls , B.W. Kolb , G. Korcyl (1) , G. Kornakov , F. Kornas , R. Kotte , W. Krueger , A. Kugler , T. Kunz , R. Lalik , K. Lapidus , S. Linev , L. Lopes , M. Lorenz , T. Mahmoud , L. Maier , A. Malige , J. Markert , S. Maurus , V. Metag , J. Michel , D.M. Mihaylov , V. Mikhaylov , A. Molenda , C. Müntz , R. Münzer , L. Naumann , K. Nowakowski , J.-H. Otto , Y. Parpottas , M. Parschau , C. Pauly , V. Pechenov , O. Pechenova , J. Pietraszko , T. Povar , A. Prozorov , W. Przygoda , K. Pysz , B. Ramstein (1) , N. Rathod , P. Rodriguez-Ramos , A. Rost , P. Salabura , T. Scheib , N. Schild , K. Schmidt-Sommerfeld , H. Schuldes , E. Schwab , F. Scozzi (1) , F. Seck , P. Sellheim , J. Siebenson , L. Silva , U. Singh , J. Smyrski , S. Spataro , S. Spies , M.S. Stefaniak , H. Ströbele , J. Stroth , P. Strzempek , C. Sturm , K. Sumara , O. Svoboda , M. Szala , P. Tlusty , M. Traxler , H. Tsertos , O. Vazquez-Doce , V. Wagner , A.A. Weber , C. Wendisch , M.G. Wiebusch , J. Wirth , H.P. Zbroszczyk , E. Zherebtsova , P. Zumbruch , M. Zetenyi
J. Adamczewski-Musch
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O. Arnold
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M. Becker
C. Behnke
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J.C. Berger-Chen
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A. Blanco
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C. Blume
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M. Böhmer
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L. Chlad
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P. Chudoba
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I. Ciepal
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C. Deveaux
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D. Dittert
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J. Dreyer
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E. Epple
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L. Fabbietti
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P. Fonte
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C. Franco
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J. Friese
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I. Fröhlich
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J. Förtsch
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T. Galatyuk
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J.A. Garzon
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R. Gernhäuser
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R. Greifenhagen
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M. Grunwald
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M. Gumberidze
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S. Harabasz
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T. Heinz
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C. Höhne
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R. Holzmann
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M. Idzik
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B. Kämpfer
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K-H. Kampert
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B. Kardan
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V. Kedych
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I. Koenig
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W. Koenig
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M. Kohls
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B.W. Kolb
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G. Kornakov
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F. Kornas
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R. Kotte
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W. Krueger
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A. Kugler
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T. Kunz
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R. Lalik
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K. Lapidus
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S. Linev
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L. Lopes
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M. Lorenz
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T. Mahmoud
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S. Maurus
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D.M. Mihaylov
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V. Mikhaylov
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H.P. Zbroszczyk
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E. Zherebtsova
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P. Zumbruch
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M. Zetenyi
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Résumé

First information on the timelike electromagnetic structure of baryons in the second resonance region has been obtained from measurements of invariant mass and angular distributions in the quasi-free reaction $\pi^- p \to nee$ at $\sqrt{s_{\pi^- p}}$ = 1.49 GeV with the High Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) detector at GSI using the pion beam impinging on a CH$_2$ target. We find a total cross section $\sigma (\pi^- p \to nee) = 2.97 \pm 0.07^{data} \pm 0.21^{acc} \pm 0.31^{\rm{Z}_{\rm{eff}}} \mu$b. Combined with the Partial Wave Analysis of the concurrently measured two-pion channel, these data sets provide a crucial test of Vector Meson Dominance (VMD) inspired models. The commonly used "strict VMD" approach strongly overestimates the $e^+e^-$ yield. Instead, approaches based on a VMD amplitude vanishing at small $e^+e^-$ invariant masses supplemented coherently by a direct photon amplitude provide a better agreement. A good description of the data is also obtained using a calculation of electromagnetic timelike baryon transition form factors in a covariant spectator-quark model, demonstrating the dominance of meson cloud effects. The angular distributions of $e^+e^-$ pairs demonstrate the contributions of virtual photons with longitudinal polarization, in contrast to real photons. The virtual photon angular dependence supports the dominance of J=3/2, I=1/2 contributions observed in both the $\gamma^{\star} n$ and the $\pi \pi n$ channels.

Dates et versions

hal-03697278 , version 1 (16-06-2022)

Identifiants

Citer

R. Abou Yassine, J. Adamczewski-Musch, O. Arnold, E.T. Atomssa, M. Becker, et al.. First measurement of massive virtual photon emission from N* baryon resonances. 2022. ⟨hal-03697278⟩
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