Advertisement

Photon asymmetry measurements of \(\overrightarrow{\gamma}p \rightarrow \pi^{0} p\) for \(E_{\gamma}=\)320-650 MeV

  • The A2 Collaboration at MAMI
  • S. GardnerEmail author
  • D. Howdle
  • M. H. Sikora
  • Y. Wunderlich
  • S. Abt
  • P. Achenbach
  • F. Afzal
  • P. Aguar-Bartolome
  • Z. Ahmed
  • J. R. M. Annand
  • H. J. Arends
  • K. Bantawa
  • M. Bashkanov
  • R. Beck
  • M. Biroth
  • N. S. Borisov
  • A. Braghieri
  • W. J. Briscoe
  • S. Cherepnya
  • F. Cividini
  • S. Costanza
  • C. Collicott
  • B. T. Demissie
  • A. Denig
  • M. Dieterle
  • E. J. Downie
  • P. Drexler
  • M. I. Ferretti-Bondy
  • L. V. Filkov
  • D. I. Glazier
  • S. Garni
  • W. Gradl
  • M. Günther
  • G. M. Gurevich
  • P. Hall Barrientos
  • D. Hamilton
  • E. Heid
  • D. Hornidge
  • G. M. Huber
  • O. Jahn
  • T. C. Jude
  • A. Käser
  • S. Kay
  • V. L. Kashevarov
  • I. Keshelashvili
  • R. Kondratiev
  • M. Korolija
  • B. Krusche
  • J. M. Linturi
  • V. Lisin
  • K. Livingston
  • S. Lutterer
  • I. J. D. MacGregor
  • R. Macrae
  • J. Mancell
  • D. M. Manley
  • P. P. Martel
  • J. C. McGeorge
  • E. F. McNicoll
  • D. G. Middleton
  • R. Miskimen
  • C. Mullen
  • A. Mushkarenkov
  • A. B. Neganov
  • A. Neiser
  • A. Nikolaev
  • M. Oberle
  • M. Ostrick
  • R. O. Owens
  • P. B. Otte
  • B. Oussena
  • D. Paudyal
  • P. Pedroni
  • A. Polonski
  • S. Prakhov
  • A. Rajabi
  • J. Robinson
  • G. Rosner
  • T. Rostomyan
  • A. Sarty
  • S. Schumann
  • V. Sokhoyan
  • K. Spieker
  • O. Steffen
  • C. Sfienti
  • I. I. Strakovsky
  • B. Strandberg
  • Th. Strub
  • I. Supek
  • C. M. Tarbert
  • A. Thiel
  • M. Thiel
  • A. Thomas
  • M. Unverzagt
  • Yu. A. Usov
  • D. P. Watts
  • D. Werthmüller
  • J. Wettig
  • M. Wolfes
  • L. Witthauer
  • L. Zana
Open Access
Regular Article - Experimental Physics

Abstract.

High-statistics measurements of the photon asymmetry \(\Sigma\) for the \(\overrightarrow{\gamma}p\rightarrow\pi^{0}p\) reaction have been made in the center-of-mass energy range \(W=1214-1450\) MeV. The data were measured with the MAMI A2 real photon beam and Crystal Ball/TAPS detector systems in Mainz, Germany. The results significantly improve the existing world data and are shown to be in good agreement with previous measurements, and with the MAID, SAID, and Bonn-Gatchina predictions. We have also combined the photon asymmetry results with recent cross-section measurements from Mainz to calculate the profile functions, \(\check{\Sigma} (= \sigma_{0}\Sigma)\), and perform a moment analysis. Comparison with calculations from the Bonn-Gatchina model shows that the precision of the data is good enough to further constrain the higher partial waves, and there is an indication of interference between the very small F-waves and the \(N(1520) 3/2^{-}\) and \(N(1535) 1/2^{-}\) resonances.

References

  1. 1.
    K. Olive et al., Chin. Phys. C 38, 090001 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    A2 Collaboration at MAMI (P. Adlarson et al.), Phys. Rev. C 92, 024617 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    A2 Collaboration at MAMI (M.H. Sikora et al.), Phys. Rev. Lett. 112, 022501 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    A2 Collaboration and CB-TAPS Collaboration (D. Hornidge et al.), Phys. Rev. Lett. 111, 062004 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    S. Kamalov, NSTAR 2007: Proceedings of the 11th Workshop on The Physics of Excited Nucleons, 5--8 September 2007, Bonn, Germany, edited by H.-W. Hammer (SIF, BolognaGoogle Scholar
  6. 6.
    R. Arndt et al., Int. J. Mod. Phys. A 18, 449 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    A.V. Anisovich et al., Eur. Phys. J. A 44, 203 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    The Crystal Ball Collaboration (A. Starostin et al.), Phys. Rev. C 64, 055205 (2001)CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    A. Gabler et al., Nucl. Instrum. Methods A 346, 168 (1994)ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    K.H. Kaiser et al., Nucl. Instrum. Methods A 593, 159 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    A. Jankowiak, Eur. Phys. J. A 28, 149 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    D. Watts, The Crystal Ball and TAPS detectors at the MAMI electron beam facility, in Proceedings of the 11-th International Conference on Calorimetry in Particle Physics (Color2004), Perugia, Italy, 2004, Vol. 560 (World Scientific, 2005)Google Scholar
  13. 13.
    I. Anthony et al., Nucl. Instrum. Methods A 301, 230 (1991)ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    S. Hall et al., Nucl. Instrum. Methods A 368, 698 (1996)ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    J.C. McGeorge et al., Eur. Phys. J. A 37, 129 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    U. Timm, Fortschr. Phys. 17, 765 (1969)CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    D. Lohmann et al., Nucl. Instrum. Methods A 343, 494 (1994)ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    J. Kellie et al., Nucl. Instrum. Methods A 545, 164 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    K. Livingston, Nucl. Instrum. Methods A 603, 205 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    M. Pivk et al., Nucl. Instrum. Methods A 555, 356 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    L. Moneta, arXiv preprint arXiv:1009.1003 (2011)
  22. 22.
    S. Agostinelli et al., Nucl. Instrum. Methods A 506, 250 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
  24. 24.
    Y. Wunderlich, arXiv preprint arXiv:1611.01031 (2016)
  25. 25.
    CLAS Collaboration (M. Dugger et al.), Phys. Rev. C 88, 065203 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    A2 Collaboration at MAMI (P. Adlarson et al.), Phys. Rev. C 92, 024617 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    E. Gutz et al., Eur. Phys. J. A 50, 1 (2014)CrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    R. Beck et al., Phys. Rev. Lett. 78, 606 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    R. Beck, Eur. Phys. J. A 28, 173 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    G. Barbiellini et al., Phys. Rev. 184, 1402 (1969)ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    A. Belyaev et al., Nucl. Phys. B 213, 201 (1983)ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    G. Blanpied et al., Phys. Rev. Lett. 69, 1880 (1992)ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    G. Blanpied et al., Phys. Rev. C 64, 029902 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    R. Zdarko et al., Nuovo Cimento A 10, 10 (1972)ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    D.J. Drickey et al., Phys. Rev. 136, B543 (1964)ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    V. Gorbenko et al., Sov. J. Nucl. Phys. 27, 1204 (1978) (Engl. Transl.)Google Scholar
  37. 37.
    V. Gorbenko et al., Sov. J. Nucl. Phys. 26, 167 (1977) (Engl. Transl.)Google Scholar
  38. 38.
    F.V. Adamian et al., Phys. Rev. C 63, 054606 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    O. Bartalini et al., Eur. Phys. J. A 26, 399 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    V. Gorbenko et al., Pisma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 19, 659 (1974)Google Scholar
  41. 41.
    G. Knies et al., Phys. Rev. D 10, 2778 (1974)ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© The Author(s) 2016

Open Access This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Authors and Affiliations

  • The A2 Collaboration at MAMI
  • S. Gardner
    • 1
    Email author
  • D. Howdle
    • 1
  • M. H. Sikora
    • 6
  • Y. Wunderlich
    • 4
  • S. Abt
    • 10
  • P. Achenbach
    • 2
  • F. Afzal
    • 4
  • P. Aguar-Bartolome
    • 2
  • Z. Ahmed
    • 14
  • J. R. M. Annand
    • 1
  • H. J. Arends
    • 2
  • K. Bantawa
    • 3
  • M. Bashkanov
    • 6
  • R. Beck
    • 4
  • M. Biroth
    • 2
  • N. S. Borisov
    • 15
  • A. Braghieri
    • 5
  • W. J. Briscoe
    • 7
  • S. Cherepnya
    • 9
  • F. Cividini
    • 2
  • S. Costanza
    • 5
  • C. Collicott
    • 7
  • B. T. Demissie
    • 7
  • A. Denig
    • 2
  • M. Dieterle
    • 10
  • E. J. Downie
    • 7
  • P. Drexler
    • 2
  • M. I. Ferretti-Bondy
    • 2
  • L. V. Filkov
    • 9
  • D. I. Glazier
    • 1
  • S. Garni
    • 10
  • W. Gradl
    • 2
  • M. Günther
    • 10
  • G. M. Gurevich
    • 12
  • P. Hall Barrientos
    • 6
  • D. Hamilton
    • 1
  • E. Heid
    • 2
  • D. Hornidge
    • 11
  • G. M. Huber
    • 14
  • O. Jahn
    • 2
  • T. C. Jude
    • 6
  • A. Käser
    • 10
  • S. Kay
    • 6
  • V. L. Kashevarov
    • 2
  • I. Keshelashvili
    • 10
  • R. Kondratiev
    • 12
  • M. Korolija
    • 13
  • B. Krusche
    • 10
  • J. M. Linturi
    • 2
  • V. Lisin
    • 12
  • K. Livingston
    • 1
  • S. Lutterer
    • 10
  • I. J. D. MacGregor
    • 1
  • R. Macrae
    • 1
  • J. Mancell
    • 1
  • D. M. Manley
    • 3
  • P. P. Martel
    • 2
  • J. C. McGeorge
    • 1
  • E. F. McNicoll
    • 1
  • D. G. Middleton
    • 2
    • 11
  • R. Miskimen
    • 17
  • C. Mullen
    • 1
  • A. Mushkarenkov
    • 5
  • A. B. Neganov
    • 15
  • A. Neiser
    • 2
  • A. Nikolaev
    • 4
  • M. Oberle
    • 10
  • M. Ostrick
    • 2
  • R. O. Owens
    • 1
  • P. B. Otte
    • 2
  • B. Oussena
    • 2
  • D. Paudyal
    • 14
  • P. Pedroni
    • 5
  • A. Polonski
    • 12
  • S. Prakhov
    • 8
  • A. Rajabi
    • 17
  • J. Robinson
    • 1
  • G. Rosner
    • 1
  • T. Rostomyan
    • 10
  • A. Sarty
    • 16
  • S. Schumann
    • 2
  • V. Sokhoyan
    • 2
  • K. Spieker
    • 4
  • O. Steffen
    • 2
  • C. Sfienti
    • 2
  • I. I. Strakovsky
    • 7
  • B. Strandberg
    • 1
  • Th. Strub
    • 10
  • I. Supek
    • 13
  • C. M. Tarbert
    • 6
  • A. Thiel
    • 4
  • M. Thiel
    • 2
  • A. Thomas
    • 2
  • M. Unverzagt
    • 2
  • Yu. A. Usov
    • 15
  • D. P. Watts
    • 6
  • D. Werthmüller
    • 1
    • 10
  • J. Wettig
    • 2
  • M. Wolfes
    • 2
  • L. Witthauer
    • 10
  • L. Zana
    • 6
  1. 1.SUPA, School of Physics and AstronomyUniversity of GlasgowGlasgowUK
  2. 2.Institut für KernphysikUniversity of MainzMainzGermany
  3. 3.Kent State UniversityKentUSA
  4. 4.Helmholtz-Institut für Strahlen- und KernphysikUniversity of BonnBonnGermany
  5. 5.INFN Sezione di PaviaPaviaItaly
  6. 6.SUPA, School of PhysicsUniversity of EdinburghEdinburghUK
  7. 7.The George Washington UniversityWashingtonUSA
  8. 8.University of California Los AngelesLos AngelesUSA
  9. 9.Lebedev Physical InstituteMoscowRussia
  10. 10.Institut für PhysikUniversity of BaselBaselSwitzerland
  11. 11.Mount Allison UniversitySackvilleCanada
  12. 12.Institute for Nuclear ResearchMoscowRussia
  13. 13.Rudjer Boskovic InstituteZagrebCroatia
  14. 14.University of ReginaReginaCanada
  15. 15.Joint Institute for Nuclear ResearchDubnaRussia
  16. 16.Department of Astronomy and PhysicsSaint Marys UniversityHalifaxCanada
  17. 17.University of Massachusetts AmherstAmherstUSA

Personalised recommendations