Advertisement

Analysis of the exclusive final state npe+e- in the quasi-free np reaction

  • HADES Collaboration
  • J. Adamczewski-Musch
  • O. Arnold
  • E. T. Atomssa
  • C. Behnke
  • A. Belounnas
  • A. Belyaev
  • J. C. Berger-Chen
  • J. Biernat
  • A. Blanco
  • C. Blume
  • M. Böhmer
  • P. Bordalo
  • S. Chernenko
  • L. Chlad
  • C. Deveaux
  • J. Dreyer
  • A. Dybczak
  • E. Epple
  • L. Fabbietti
  • O. Fateev
  • P. Filip
  • P. Fonte
  • C. Franco
  • J. Friese
  • I. Fröhlich
  • T. Galatyuk
  • J. A. Garzón
  • R. Gernhäuser
  • M. Golubeva
  • F. Guber
  • M. Gumberidze
  • S. Harabasz
  • T. Heinz
  • T. Hennino
  • S. Hlavac
  • C. Höhne
  • R. Holzmann
  • A. Ierusalimov
  • A. Ivashkin
  • B. Kämpfer
  • T. Karavicheva
  • B. Kardan
  • I. Koenig
  • W. Koenig
  • B. W. Kolb
  • G. Korcyl
  • G. Kornakov
  • R. Kotte
  • W. Kühn
  • A. Kugler
  • T. Kunz
  • A. Kurepin
  • A. Kurilkin
  • P. Kurilkin
  • V. Ladygin
  • R. Lalik
  • K. Lapidus
  • A. Lebedev
  • T. Liu
  • L. Lopes
  • M. Lorenz
  • T. Mahmoud
  • L. Maier
  • A. Mangiarotti
  • J. Markert
  • S. Maurus
  • V. Metag
  • J. Michel
  • D. M. Mihaylov
  • E. Morinière
  • S. Morozov
  • C. Müntz
  • R. Münzer
  • L. Naumann
  • K. Nowakowski
  • M. Palka
  • Y. Parpottas
  • V. Pechenov
  • O. Pechenova
  • V. Petousis
  • O. Petukhov
  • J. Pietraszko
  • W. PrzygodaEmail author
  • S. Ramos
  • B. Ramstein
  • A. Reshetin
  • P. Rodriguez-Ramos
  • P. Rosier
  • A. Rost
  • A. Sadovsky
  • P. Salabura
  • T. Scheib
  • H. Schuldes
  • E. Schwab
  • F. Scozzi
  • F. Seck
  • P. Sellheim
  • J. Siebenson
  • L. Silva
  • Yu. G. Sobolev
  • S. Spataro
  • H. Ströbele
  • J. Stroth
  • P. Strzempek
  • C. Sturm
  • O. Svoboda
  • P. Tlusty
  • M. Traxler
  • H. Tsertos
  • E. Usenko
  • V. Wagner
  • C. Wendisch
  • M. G. Wiebusch
  • J. Wirth
  • Y. Zanevsky
  • P. Zumbruch
  • A. V. Sarantsev
Open Access
Regular Article - Experimental Physics

Abstract.

We report on the investigation of dielectron production in tagged quasi-free neutron-proton collisions by using a deuteron beam of kinetic energy 1.25GeV/u impinging on a liquid hydrogen target. Our measurements with HADES confirm a significant excess of \(e^{+}e^{-}\) pairs above the \(\pi^{0}\) mass in the exclusive channel \(dp \rightarrow npe^{+}e^{-}(p_{spect})\) as compared to the exclusive channel \( ppe^{+}e^{-}\) measured in proton-proton collisions at the same energy. That excess points to different bremsstrahlung production mechanisms. Two models were evaluated for the role of the charged pion exchange between nucleons and double- \(\Delta\) excitation combined with intermediate \(\rho\)-meson production. Differential cross sections as a function of the \(e^{+}e^{-}\) invariant mass and of the angles of the virtual photon, proton and electrons provide valuable constraints and encourage further investigations on both experimental and theoretical sides.

References

  1. 1.
    U. Mosel, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 41, 29 (1991)ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    M. Schäfer, H.C. Dönges, A. Engel, U. Mosel, Nucl. Phys. A 575, 429 (1994)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    F. de Jong, U. Mosel, Phys. Lett. B 379, 45 (1996)ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    L. Kaptari, B. Kämpfer, Phys. Rev. C 80, 064003 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    L. Kaptari, B. Kämpfer, Nucl. Phys. A 764, 338 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    R. Shyam, U. Mosel, Phys. Rev. C 67, 065202 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    R. Shyam, U. Mosel, Phys. Rev. C 79, 035203 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    R. Rückl, Phys. Lett. B 64, 39 (1976)ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    C. Gale, J. Kapusta, Phys. Rev. C 35, 2107 (1987)ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    C. Gale, J. Kapusta, Phys. Rev. C 40, 2397 (1989)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    W.K. Wilson et al., Phys. Rev. C 57, 1865 (1998)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    G. Agakishiev et al., Phys. Lett. B 690, 118 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    J. Weil, H. van Hees, U. Mosel, Eur. Phys. J. A 48, 111 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    E.L. Bratkovskaya, W. Cassing, R. Rapp, J. Wambach, Nucl. Phys. A 634, 168 (1988)ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    K. Shekhter, C. Fuchs, A. Faessler, M. Krivoruchenko, B. Martemyanov, Phys. Rev. C 68, 014904 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    G. Ramalho, M.T. Peña, Phys. Rev. D 85, 113014 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    G. Ramalho, M.T. Peña, J. Weil, H. van Hees, U. Mosel, Phys. Rev. D 93, 033004 (2016)ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    R. Shyam, U. Mosel, Phys. Rev. C 82, 062201 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    J.J. Sakurai, Ann. Phys. 11, 1 (1960)ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    M. Bashkanov, H. Clement, Eur. Phys. J. A 50, 107 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    HADES Collaboration (G. Agakichiev et al.), Phys. Lett. B 750, 184 (2015)CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    P. Adlarson et al., Phys. Lett. B 721, 229 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    B. Martemyanov, M. Krivoruchenko, A. Faessler, Phys. Rev. C 84, 047601 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    HADES Collaboration (G. Agakichiev et al.), Eur. Phys. J. A 41, 243 (2009)CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    EDDA Collaboration (D. Albers et al.), Eur. Phys. J. A 22, 125 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    I. Fröhlich et al., PoS ACAT2007, 076 (2007) arXiv: 0708.2382v2Google Scholar
  27. 27.
    F. Dohrmann et al., Eur. Phys. J. A 45, 401 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    M. Bashkanov, private communicationGoogle Scholar
  29. 29.
    HADES Collaboration (J. Adamczewski-Musch et al.), Phys. Rev. C 95, 065205 (2017)CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    V.V. Sarantsev et al., Eur. Phys. J. A 21, 303 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    J. Bystricky et al., J. Phys. (Paris) 48, 901 (1987)Google Scholar
  32. 32.
    S. Teis, W. Cassing, M. Effenberger, A. Hombach, U. Mosel, Gy. Wolf, Z. Phys. A 356, 421 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    HADES Collaboration (G. Agakishiev et al.), Eur. Phys. J. A 51, 137 (2015)CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    P. Benz et al., Nucl. Phys. B 65, 158 (1973)ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    S. Huber, J. Aichelin, Nucl. Phys. A 573, 587 (1994)ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    E.L. Bratkovskaya, O.V. Teryaev, V.D. Toneev, Phys. Lett. B 348, 283 (1995)ADSCrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    HADES Collaboration (G. Agakichiev et al.), Eur. Phys. J. A 48, 74 (2012)CrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    M. Zétényi, Gy. Wolf, Heavy Ion Phys. 17, 27 (2003)CrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    Q. Wan, F. Iachello, Int. J. Mod. Phys. A 20, 1846 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© The Author(s) 2017

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

  • HADES Collaboration
  • J. Adamczewski-Musch
    • 4
  • O. Arnold
    • 10
    • 9
  • E. T. Atomssa
    • 15
  • C. Behnke
    • 8
  • A. Belounnas
    • 15
  • A. Belyaev
    • 7
  • J. C. Berger-Chen
    • 10
    • 9
  • J. Biernat
    • 3
  • A. Blanco
    • 2
  • C. Blume
    • 8
  • M. Böhmer
    • 10
  • P. Bordalo
    • 2
  • S. Chernenko
    • 7
  • L. Chlad
    • 16
  • C. Deveaux
    • 11
  • J. Dreyer
    • 6
  • A. Dybczak
    • 3
  • E. Epple
    • 10
    • 9
  • L. Fabbietti
    • 10
    • 9
  • O. Fateev
    • 7
  • P. Filip
    • 1
  • P. Fonte
    • 2
  • C. Franco
    • 2
  • J. Friese
    • 10
  • I. Fröhlich
    • 8
  • T. Galatyuk
    • 5
    • 4
  • J. A. Garzón
    • 17
  • R. Gernhäuser
    • 10
  • M. Golubeva
    • 12
  • F. Guber
    • 12
  • M. Gumberidze
    • 5
  • S. Harabasz
    • 5
    • 3
  • T. Heinz
    • 4
  • T. Hennino
    • 15
  • S. Hlavac
    • 1
  • C. Höhne
    • 11
  • R. Holzmann
    • 4
  • A. Ierusalimov
    • 7
  • A. Ivashkin
    • 12
  • B. Kämpfer
    • 6
  • T. Karavicheva
    • 12
  • B. Kardan
    • 8
  • I. Koenig
    • 4
  • W. Koenig
    • 4
  • B. W. Kolb
    • 4
  • G. Korcyl
    • 3
  • G. Kornakov
    • 5
  • R. Kotte
    • 6
  • W. Kühn
    • 11
  • A. Kugler
    • 16
  • T. Kunz
    • 10
  • A. Kurepin
    • 12
  • A. Kurilkin
    • 7
  • P. Kurilkin
    • 7
  • V. Ladygin
    • 7
  • R. Lalik
    • 10
    • 9
  • K. Lapidus
    • 10
    • 9
  • A. Lebedev
    • 13
  • T. Liu
    • 15
  • L. Lopes
    • 2
  • M. Lorenz
    • 8
  • T. Mahmoud
    • 11
  • L. Maier
    • 10
  • A. Mangiarotti
    • 2
  • J. Markert
    • 4
  • S. Maurus
    • 10
  • V. Metag
    • 11
  • J. Michel
    • 8
  • D. M. Mihaylov
    • 10
    • 9
  • E. Morinière
    • 15
  • S. Morozov
    • 12
  • C. Müntz
    • 8
  • R. Münzer
    • 10
    • 9
  • L. Naumann
    • 6
  • K. Nowakowski
    • 3
  • M. Palka
    • 3
  • Y. Parpottas
    • 14
  • V. Pechenov
    • 4
  • O. Pechenova
    • 8
  • V. Petousis
    • 14
  • O. Petukhov
    • 12
  • J. Pietraszko
    • 4
  • W. Przygoda
    • 3
    Email author
  • S. Ramos
    • 2
  • B. Ramstein
    • 15
  • A. Reshetin
    • 12
  • P. Rodriguez-Ramos
    • 16
  • P. Rosier
    • 15
  • A. Rost
    • 5
  • A. Sadovsky
    • 12
  • P. Salabura
    • 3
  • T. Scheib
    • 8
  • H. Schuldes
    • 8
  • E. Schwab
    • 4
  • F. Scozzi
    • 5
    • 15
  • F. Seck
    • 5
  • P. Sellheim
    • 8
  • J. Siebenson
    • 10
  • L. Silva
    • 2
  • Yu. G. Sobolev
    • 16
  • S. Spataro
    • 1
  • H. Ströbele
    • 8
  • J. Stroth
    • 8
    • 4
  • P. Strzempek
    • 3
  • C. Sturm
    • 4
  • O. Svoboda
    • 16
  • P. Tlusty
    • 16
  • M. Traxler
    • 4
  • H. Tsertos
    • 14
  • E. Usenko
    • 12
  • V. Wagner
    • 16
  • C. Wendisch
    • 4
  • M. G. Wiebusch
    • 8
  • J. Wirth
    • 10
    • 9
  • Y. Zanevsky
    • 7
  • P. Zumbruch
    • 4
  • A. V. Sarantsev
    • 18
  1. 1.Institute of PhysicsSlovak Academy of SciencesBratislavaSlovakia
  2. 2.LIP-Laboratório de Instrumentação e Fısica Experimental de PartıculasCoimbraPortugal
  3. 3.Smoluchowski Institute of PhysicsJagiellonian University of CracowKrakówPoland
  4. 4.GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbHDarmstadtGermany
  5. 5.Technische Universität DarmstadtDarmstadtGermany
  6. 6.Institut für StrahlenphysikHelmholtz-Zentrum Dresden-RossendorfDresdenGermany
  7. 7.Joint Institute of Nuclear ResearchDubnaRussia
  8. 8.Institut für KernphysikGoethe-UniversitätFrankfurtGermany
  9. 9.Excellence Cluster “Origin and Structure of the Universe”GarchingGermany
  10. 10.Physik Department E62Technische Universität MünchenGarchingGermany
  11. 11.II. Physikalisches InstitutJustus Liebig Universität GiessenGiessenGermany
  12. 12.Institute for Nuclear ResearchRussian Academy of ScienceMoscowRussia
  13. 13.Institute of Theoretical and Experimental PhysicsMoscowRussia
  14. 14.Department of PhysicsUniversity of CyprusNicosiaCyprus
  15. 15.Institut de Physique Nucléaire, CNRS-IN2P3, Univ. Paris-Sud, Université Paris-SaclayOrsay CedexFrance
  16. 16.Nuclear Physics InstituteThe Czech Academy of SciencesRezCzech Republic
  17. 17.LabCAF. F. FısicaUniv. de Santiago de CompostelaSantiago de CompostelaSpain
  18. 18.NRC “Kurchatov Institute”, PNPIGatchinaRussia

Personalised recommendations