Determination of the \( \eta\) mass with the Crystal Ball at MAMI-B

  • The Crystal Ball at MAMI, TAPS and A2 Collaborations
  • A. Nikolaev
  • P. Aguar-Bartolomé
  • J. Ahrens
  • J. R. M. Annand
  • H. J. Arends
  • R. Beck
  • V. Bekrenev
  • B. Boillat
  • A. Braghieri
  • D. Branford
  • W. J. Briscoe
  • J. W. Brudvik
  • S. Cherepnya
  • R. Codling
  • M. Dehn
  • E. J. Downie
  • L. V. Fil’kov
  • D. I. Glazier
  • R. Gregor
  • E. Heid
  • D. Hornidge
  • O. Jahn
  • A. Jankowiak
  • K. -H. Kaiser
  • V. L. Kashevarov
  • R. Kondratiev
  • M. Korolija
  • M. Kotulla
  • D. Krambrich
  • B. Krusche
  • M. Lang
  • V. Lisin
  • K. Livingston
  • U. Ludwig-Mertin
  • S. Lugert
  • I. J. D. MacGregor
  • D. M. Manley
  • M. Martinez-Fabregate
  • J. C. McGeorge
  • D. Mekterovic
  • V. Metag
  • B. M. K. Nefkens
  • R. Novotny
  • R. O. Owens
  • P. Pedroni
  • A. Polonski
  • S. N. Prakhov
  • J. W. Price
  • A. Reiter
  • G. Rosner
  • M. Rost
  • T. Rostomyan
  • S. Schumann
  • D. Sober
  • A. Starostin
  • I. Supek
  • C. M. Tarbert
  • A. Thomas
  • M. Unverzagt
  • Th. Walcher
  • D. P. Watts
  • F. Zehr
Regular Article - Experimental Physics

Abstract.

A new precise determination of the \( \eta\) meson mass is presented. It is based on a measurement of the threshold for the \( \gamma p\rightarrow p\eta\) reaction using the tagger focal-plane microscope detector at the MAMI-B facility in Mainz. The tagger microscope has a higher energy resolution than the standard tagging spectrometer and, hence, allowed an improvement in the accuracy compared to the previous \( \eta\) mass measurement at MAMI-B. Special emphasis was put on a very careful energy calibration of the electron beam and the tagging device, which reduced considerably the systematic uncertainty compared to the previous MAMI experiment. The result \( m_{\eta}=(547.865 \pm 0.031_{stat.}\pm 0.062_{syst.})\) MeV agrees very well with the precise values of the NA48, KLOE, CLEO and COSY-ANKE Collaborations and deviates by \( 6\sigma\) from the smaller value obtained by the GEM Collaboration at COSY.

References

  1. 1.
    J. Beringer et al., Phys. Rev. D 86, 010001 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    A. Duane et al., Phys. Rev. Lett. 32, 425 (1974)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    F. Plouin et al., Phys. Lett. B 276, 526 (1992)ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    B. Krusche et al., Z. Phys. A 351, 237 (1995)ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    PDG Collaboration (D.E. Groom et al.), Eur. Phys. J. C 15, 1 (2000)Google Scholar
  6. 6.
    A. Lai et al., Phys. Lett. B 533, 196 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    PDG Collaboration (S. Eidelman et al.), Phys. Lett. B 592, 1 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    M. Abdel-Bary et al., Phys. Lett. B 619, 281 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    F. Ambrosino et al., JHEP 12, 073 (2007)Google Scholar
  10. 10.
    D.H. Miller et al., Phys. Rev. Lett. 99, 122002 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    P. Goslawski et al., Phys. Rev. D 85, 112011 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    H. Herminghaus et al., Nucl. Instrum. Methods A 138, 1 (1976)CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Th. Walcher, Prog. Part. Nucl. Phys. 24, 189 (1990)ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    M. Oreglia et al., Phys. Rev. D 25, 2259 (1982)ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    A. Starostin et al., Phys. Rev. C 64, 055205 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    A. Reiter et al., Eur. Phys. J. A 30, 461 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    A. Nikolaev, PhD Thesis, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (2011)Google Scholar
  18. 18.
    A. Jankowiak, Compilation of: Measurement of the electron beam energy at the Mainz Microtron, MAMI Internal Report 03/2006, Institut für Kernphysik, Mainz (2006)Google Scholar
  19. 19.
    A. Jankowiak, Eur. Phys. J. A 28, 149 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    I. Anthony et al., Nucl. Instrum. Methods A 301, 230 (1991)ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    S.J. Hall et al., Nucl. Instrum. Methods A 368, 698 (1996)ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    D. Watts, Calorimetry in Particle Physics: Proceedings of the 11th International Conference, Perugia, Italy, 2004, edited by C. Cecchi, P. Lubrano, M. Pepe (World Scientific, Singapore, 2005) p. 560Google Scholar
  23. 23.
    R. Novotny, IEEE Trans. Nucl. Sc. 38, 392 (1991)CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Th. Dörk, Diploma Thesis, Institut für Kernphysik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz (1996)Google Scholar
  25. 25.
    W.-T. Chiang, S.N. Yang, L. Tiator, D. Drechsel, Nucl. Phys. A 700, 429 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    B. Krusche et al., Phys. Rev. Lett. 74, 3736 (1995)ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    E. McNicoll et al., Phys. Rev. C 82, 035208 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    S. Schumann et al., Eur. Phys. J. A 43, 269 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© SIF, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

Authors and Affiliations

  • The Crystal Ball at MAMI, TAPS and A2 Collaborations
  • A. Nikolaev
    • 1
  • P. Aguar-Bartolomé
    • 2
  • J. Ahrens
    • 2
  • J. R. M. Annand
    • 3
  • H. J. Arends
    • 2
  • R. Beck
    • 1
  • V. Bekrenev
    • 4
  • B. Boillat
    • 5
  • A. Braghieri
    • 6
  • D. Branford
    • 7
  • W. J. Briscoe
    • 8
  • J. W. Brudvik
    • 9
  • S. Cherepnya
    • 10
  • R. Codling
    • 3
  • M. Dehn
    • 2
  • E. J. Downie
    • 3
  • L. V. Fil’kov
    • 10
  • D. I. Glazier
    • 7
  • R. Gregor
    • 11
  • E. Heid
    • 2
  • D. Hornidge
    • 12
  • O. Jahn
    • 2
  • A. Jankowiak
    • 2
  • K. -H. Kaiser
    • 2
  • V. L. Kashevarov
    • 2
    • 10
  • R. Kondratiev
    • 13
  • M. Korolija
    • 14
  • M. Kotulla
    • 11
  • D. Krambrich
    • 2
  • B. Krusche
    • 5
  • M. Lang
    • 1
  • V. Lisin
    • 13
  • K. Livingston
    • 3
  • U. Ludwig-Mertin
    • 2
  • S. Lugert
    • 11
  • I. J. D. MacGregor
    • 3
  • D. M. Manley
    • 15
  • M. Martinez-Fabregate
    • 2
  • J. C. McGeorge
    • 3
  • D. Mekterovic
    • 14
  • V. Metag
    • 11
  • B. M. K. Nefkens
    • 9
  • R. Novotny
    • 11
  • R. O. Owens
    • 3
  • P. Pedroni
    • 6
  • A. Polonski
    • 13
  • S. N. Prakhov
    • 9
  • J. W. Price
    • 9
  • A. Reiter
    • 2
    • 3
  • G. Rosner
    • 3
  • M. Rost
    • 2
  • T. Rostomyan
    • 5
    • 6
  • S. Schumann
    • 1
    • 2
  • D. Sober
    • 16
  • A. Starostin
    • 9
  • I. Supek
    • 14
  • C. M. Tarbert
    • 7
  • A. Thomas
    • 2
  • M. Unverzagt
    • 1
    • 2
  • Th. Walcher
    • 2
  • D. P. Watts
    • 7
  • F. Zehr
    • 5
  1. 1.Helmholtz-Institut für Strahlen- und KernphysikUniversity BonnBonnGermany
  2. 2.Institut für KernphysikUniversity MainzMainzGermany
  3. 3.Department of Physics and AstronomyUniversity of GlasgowGlasgowUK
  4. 4.Petersburg Nuclear Physics InstituteGatchinaRussia
  5. 5.Institut für PhysikUniversity BaselBaselSwitzerland
  6. 6.INFNSezione di PaviaPaviaItaly
  7. 7.School of PhysicsUniversity of EdinburghEdinburghUK
  8. 8.Center for Nuclear StudiesThe George Washington UniversityWashingtonUSA
  9. 9.University of California Los AngelesLos AngelesUSA
  10. 10.Lebedev Physical InstituteMoscowRussia
  11. 11.II. Physikalisches InstitutUniversity GießenGießenGermany
  12. 12.Mount Allison UniversitySackvilleCanada
  13. 13.Institute for Nuclear ResearchMoscowRussia
  14. 14.Rudjer Boskovic InstituteZagrebCroatia
  15. 15.Kent State UniversityKentUSA
  16. 16.The Catholic University of AmericaWashingtonUSA

Personalised recommendations