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Partial wave analysis of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ to search for the "ppK−" bound state
(2015)
Agakishiev, Geydar ; Arnold, Oliver Werner ; Belver, Daniel ; Belyaev, A. ; Berger-Chen, Jia-Chii ; Blanco, Alberto ; Böhmer, Michael ; Boyard, Jean-Louis ; Cabanelas Eiras, Pablo ; Chernenko, Sergey P. ; Dybczak, Adrian ; Epple, Eliane ; Fabbietti, Laura ; Fateev, Oleg ; Finocchiaro, Paolo ; Fonte, Paulo ; Friese, Jürgen ; Fröhlich, Ingo ; Galatyuk, Tetyana ; Garzón, Juan A. ; Gernhäuser, Roman ; Göbel, Kathrin ; Golubeva, Marina ; González-Díaz, Diégo ; Guber, Fedor ; Gumberidze, Malgorzata ; Heinz, T. ; Hennino, Thierry ; Holzmann, Romain ; Ierusalimov, Alexander P. ; Iori, Ileana ; Ivashkin, Alexander ; Jurkovič, Martin ; Kämpfer, Burkhard ; Karavicheva, Tatiana L. ; Koenig, Ilse ; Koenig, W. ; Kolb, Burkhard W. ; Kornakov, Georgy ; Kotte, Roland ; Krása, Antonin ; Krizek, Filip ; Krücken, Reiner ; Kuc, Hubert ; Kühn, Wolfgang ; Kugler, Andrej ; Kunz, Tobias ; Kurepin, Alexander ; Ladygin, Vladimir P. ; Lalik, Rafał Tomasz ; Lapidus, Kirill ; Lebedev, Alexei ; Lopes, Luis Alberto Vieira ; Lorenz, Manuel ; Maier, Ludwig W. ; Mangiarotti, Alessio ; Markert, Jochen ; Metag, Volker ; Michel, Jan ; Müntz, Christian ; Münzer, Robert Helmut ; Naumann, Lothar ; Pachmayer, Yvonne C. ; Palka, Marek ; Parpottas, Yannis ; Pechenov, Vladimir ; Pechenova, Olga ; Pietraszko, Jerzy ; Przygoda, Witold ; Ramstein, Béatrice ; Reshetin, Andrey ; Rustamov, Anar ; Sadovsky, Alexander ; Salabura, Piotr ; Schmah, Alexander ; Schwab, Erwin ; Siebenson, Johannes Stephan ; Sobolev, Yuri G. ; Spataro, Stefano ; Spruck, Björn ; Ströbele, Herbert ; Stroth, Joachim ; Sturm, C. ; Tarantola Peloni, Attilio ; Teilab, Khaled ; Tlustý, Pavel ; Traxler, Michael ; Tsertos, Haralabos ; Vasiliev, Taras A. ; Wagner, Vladimir ; Weber, Michael ; Wendisch, Christian ; Wüstenfeld, Jörn ; Yurevich, Sergey ; Zanevsky, Yuri V. ; Sarantsev, Andrei V.
Employing the Bonn–Gatchina partial wave analysis framework (PWA), we have analyzed HADES data of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ. This reaction might contain information about the kaonic cluster “ppK −” (with quantum numbers J P = 0− and total isospin I = 1/2) via its decay into pΛ. Due to interference effects in our coherent description of the data, a hypothetical KNN (or, specifically “ppK −”) cluster signal need not necessarily show up as a pronounced feature (e.g. a peak) in an invariant mass spectrum like pΛ. Our PWA analysis includes a variety of resonant and non-resonant intermediate states and delivers a good description of our data (various angular distributions and two-hadron invariant mass spectra) without a contribution of a KNN cluster. At a confidence level of CLs = 95% such a cluster cannot contribute more than 2–12% to the total cross section with a pK +Λ final state, which translates into a production cross-section between 0.7 μb and 4.2 μb, respectively. The range of the upper limit depends on the assumed cluster mass, width and production process.
Barucca, Gianni ; Davì, F. ; Lancioni, G. ; Mengucci, P. ; Montalto, L. ; Natali, P. P. ; Paone, N. ; Rinaldi, D. ; Scalise, L. ; Erni, W. ; Krusche, B. ; Steinacher, M. ; Walford, N. ; Cao, N. ; Liu, Z. ; Liu, C. ; Liu, B. ; Shen, X. ; Sun, S. ; Tao, J. ; Xiong, X. A. ; Zhao, G. ; Zhao, J. ; Albrecht, Malte ; Alkakhi, W. ; Bökelmann, S. ; Coen, S. ; Feldbauer, Florian ; Fink, M. ; Frech, J. ; Freudenreich, V. ; Fritsch, Miriam ; Grochowski, J. ; Hagdorn, R. ; Heinsius, Fritz-Herbert ; Held, T. ; Holtmann, Tobias ; Keshk, I. ; Koch, H. ; Kopf, Bertram ; Kuhlmann, M. ; Kümmel, M. ; Küßner, M. ; Li, J. ; Linzen, L. ; Maldaner, Stephan ; Oppotsch, J. ; Pankonin, S. ; Pelizäus, Marc ; Pflüger, S. ; Pitka, A. ; Reher, J. ; Reicherz, G. ; Schnier, Claudius ; Steinke, M. ; Triffterer, T. ; Wenzel, C. ; Wiedner, Ulrich ; Denizli, H. ; Er, N. ; Keskin, U. ; Olgun, A. T. ; Yerlikaya, S. ; Yilmaz, A. ; Beck, R. ; Hammann, C. ; Hartmann, J. ; Ketzer, Bernhard ; Müllers, J. ; Rossbach, M. ; Salisbury, B. ; Schmidt, Christian Joachim ; Thoma, U. ; Urban, M. ; Bianconi, A. ; Bragadireanu, Mario ; Pantea, D. ; Domagala, M. ; Filo, G. ; Lisowski, E. ; Lisowski, F. ; Michałek, M. ; Poznański, P. ; Płażek, J. ; Korcyl, K. ; Kozela, A. ; Lebiedowicz, P. ; Pysz, K. ; Schäfer, W. ; Szczurek, A. ; Firlej, M. ; Fiutowski, T. ; Idzik, M. ; Moron, J. ; Swientek, K. ; Terlecki, P. ; Korcyl, G. ; Lalik, R. ; Malige, A. ; Moskal, P. ; Nowakowski, K. ; Przygoda, W. ; Rathod, N. ; Rudy, Z. ; Salabura, P. ; Smyrski, J. ; Augustin, I. ; Böhm, R. ; Lehmann, I. ; Schmitt, L. ; Varentsov, V. ; Al-Turany, Mohammad ; Belias, A. ; Deppe, H. ; Dzhygadlo, R. ; Flemming, H. ; Gerhardt, A. ; Götzen, Klaus ; Heinz, Andreas ; Jiang, P. ; Karabowicz, R. ; Koch, S. ; Kurilla, U. ; Lehmann, D. ; Lühning, J. ; Lynen, U. ; Orth, H. ; Peters, Klaus ; Saito, T. ; Schepers, G. ; Schmidt, C. J. ; Schwarz, C. ; Schwiening, J. ; Täschner, Alexander ; Traxler, M. ; Voss, B. ; Wieczorek, P. ; Abazov, V. ; Alexeev, G. ; Arefiev, V. A. ; Astakhov, V. ; Barabanov, M. Yu. ; Batyunya, B. V. ; Dodokhov, V. Kh. ; Efremov, A. ; Fechtchenko, A. ; Galoyan, A. ; Golovanov, G. ; Koshurnikov, E. K. ; Lobanov, Y. Yu. ; Olshevskiy, A. G. ; Piskun, A. A. ; Samartsev, A. ; Shimanski, S. ; Skachkov, N. B. ; Skachkova, A. N. ; Strokovsky, E. A. ; Tokmenin, V. ; Uzhinsky, V. ; Verkheev, A. ; Vodopianov, A. ; Zhuravlev, N. I. ; Branford, D. ; Watts, D. ; Böhm, M. ; Eyrich, W. ; Lehmann, A. ; Miehling, D. ; Pfaffinger, M. ; Quin, N. ; Robison, L. ; Seth, K. ; Xiao, T. ; Bettoni, Diego ; Ali, A. ; Hamdi, A. ; Himmelreich, Mathilde ; Krebs, M. ; Nakhoul, S. ; Nerling, Frank ; Belousov, A. ; Kisel, Ivan ; Kozlov, Grigory ; Pugach, M. ; Zyzak, Maksym ; Bianchi, Nicola ; Gianotti, Paola ; Lucherini, V. ; Bracco, G. ; Bettner, Y. ; Bodenschatz, S. ; Brinkmann, K. T. ; Brück, L. ; Diehl, S. ; Dormenev, V. ; Düren, M. ; Erlen, T. ; Föhl, K. ; Hahn, C. ; Hayrapetyan, A. ; Hofmann, J. ; Kegel, S. ; Kesselkaul, M. ; Köseoglu, I. ; Kripko, A. ; Kühn, Wolfgang ; Lange, Jens Sören ; Metag, V. ; Moritz, M. ; Nanova, M. ; Novotny, R. ; Orsich, P. ; Pereira-de-Lira, J. ; Peter, M. ; Sachs, M. ; Schmidt, M. ; Schubert, R. ; Stenzel, H. ; Straube, M. ; Strickert, M. ; Thöring, U. ; Wasem, T. ; Wohlfahrt, B. ; Zaunick, H. G. ; Tomasi-Gustafsson, E. ; Glazier, D. ; Ireland, D. ; Seitz, B. ; Deepak, P. N. ; Kulkarni, A. ; Kappert, R. ; Kavatsyuk, Myroslav O. ; Loehner, H. ; Messchendorp, J. ; Rodin, Viktor ; Schakel, P. ; Vejdani, S. ; Dutta, K. ; Kalita, K. ; Huang, G. ; Liu, D. ; Peng, H. ; Qi, H. ; Sun, Y. ; Zhou, X. ; Kunze, M. ; Azizi, K. ; Tavukoglu, Z. ; Derichs, A. ; Dosdall, R. ; Esmail, W. ; Gillitzer, A. ; Goldenbaum, F. ; Grunwald, D. ; Jokhovets, L. ; Kannika, J. ; Kulessa, P. ; Orfanitski, S. ; Pérez Andrade, G. ; Prasuhn, D. ; Prencipe, E. ; Pütz, J. ; Ritman, J. ; Rosenthal, E. ; Schadmand, S. ; Schmitz, R. ; Scholl, A. ; Sefzick, T. ; Serdyuk, V. ; Stockmanns, T. ; Veretennikov, D. ; Wintz, P. ; Wüstner, P. ; Xu, H. ; Zhou, Y. ; Cao, X. ; Hu, Q. ; Li, Z. ; Li, H. ; Liang, Y. ; Ma, X. ; Rigato, V. ; Isaksson, L. ; Achenbach, P. ; Corell, O. ; Denig, Achim ; Distler, M. ; Hoek, M. ; Lauth, W. ; Leithoff, H. H. ; Liu, Z. ; Merkel, H. ; Müller, U. ; Pochodzalla, J. ; Schlimme, S. ; Sfienti, C. ; Thiel, M. ; Zambrana, M. ; Ahmed, Samer ; Bleser, S. ; Bölting, M. ; Capozza, L. ; Dbeyssi, A. ; Ehret, A. ; Klasen, R. ; Kliemt, Ralf ; Maas, F. ; Motzko, C. ; Noll, O. ; Piñeiro, D. Rodríguez ; Schupp, F. ; Steinen, M. ; Wolff, S. ; Zimmermann, I. ; Fedorov, A. ; Kazlou, D. ; Korzhik, M. ; Missevitch, O. ; Balanutsa, P. ; Chernetsky, V. ; Demekhin, A. ; Dolgolenko, A. ; Fedorets, P. ; Gerasimov, A. ; Golubev, A. ; Goryachev, V. ; Kantsyrev, A. ; Kirin, D. Y. ; Kristi, N. ; Ladygina, E. ; Luschevskaya, E. ; Matveev, V. A. ; Panjushkin, V. ; Stavinskiy, A. V. ; Balashoff, A. ; Boukharov, A. ; Malyshev, O. ; Basant, K. N. ; Kumawat, H. ; Roy, B. ; Saxena, Alok ; Yogesh, S. ; Bonaventura, D. ; Brand, P. ; Fritzsch, C. ; Grieser, S. ; Hargens, C. ; Hergemöller, A. K. ; Hetz, B. ; Hüsken, Nils ; Kellers, J. ; Khoukaz, Alfons ; Mannweiler, C. ; Vestrick, S. ; Bumrungkoh, D. ; Herold, Christoph ; Khosonthongkee, K. ; Kobdaj, Chinorat ; Limphirat, A. ; Manasatitpong, K. ; Nasawad, T. ; Pongampai, S. ; Simantathammakul, T. ; Srisawad, P. ; Wongprachanukul, N. ; Yan, Y. ; Yu, C. ; Zhang, X. ; Zhu, W. ; Blinov, A. E. ; Kononov, S. ; Kravchenko, E. A. ; Antokhin, E. ; Barnyakov, A. Yu. ; Beloborodov, K. ; Blinov, V. E. ; Kuyanov, I. A. ; Pivovarov, S. ; Pyata, E. ; Tikhonov, Y. ; Hunter, G. ; Lattery, M. ; Pace, H. ; Boca, Gianluigi ; Duda, D. ; Finger, M. ; Finger, M. ; Kveton, A. ; Pesek, M. ; Peskova, M. ; Prochazka, I. ; Slunecka, M. ; Volf, M. ; Gallus, P. ; Jary, V. ; Korchak, O. ; Marcisovsky, M. ; Neue, G. ; Novy, J. ; Tomasek, L. ; Tomasek, M. ; Virius, M. ; Vrba, V. ; Abramov, V. ; Bukreeva, S. ; Chernichenko, S. ; Derevschikov, A. ; Ferapontov, V. ; Goncharenko, Y. ; Levin, A. ; Maslova, E. ; Melnik, Y. ; Meščanin, Aleksei P. ; Minaev, N. ; Mochalov, V. ; Moiseev, V. ; Morozov, D. ; Nogach, L. ; Poslavskiy, S. ; Ryazantsev, A. ; Ryzhikov, S. ; Semenov, P. ; Shein, I. ; Uzunian, A. ; Vasiliev, Andrey ; Yakutin, A. ; Roy, U. ; Yabsley, B. ; Belostotski, S. ; Fedotov, G. ; Gavrilov, G. ; Izotov, A. ; Manaenkov, S. ; Miklukho, O. ; Zhdanov, A. ; Atac, A. ; Bäck, T. ; Cederwall, B. ; Makonyi, K. ; Preston, M. ; Tegner, P. E. ; Wölbing, D. ; Gandhi, K. ; Rai, A. K. ; Godre, S. ; Crede, V. ; Dobbs, S. ; Eugenio, P. ; Lersch, D. ; Calvo, D. ; De Remigis, P. ; Filippi, A. ; Mazza, G. ; Rivetti, Angelo ; Wheadon, R. ; Bussa, M. P. ; Spataro, Stefano ; Iazzi, F. ; Lavagno, A. ; Martin, A. ; Akram, A. ; Calen, H. ; Andersson, W. Ikegami ; Johansson, Tord ; Kupsc, Andrzej ; Marciniewski, P. ; Papenbrock, Michael ; Regina, J. ; Rieger, J. ; Schönning, K. ; Wolke, M. ; Pothodi Chackara, V. ; Chlopik, A. ; Kesik, G. ; Melnychuk, D. ; Tarasiuk, J. ; Wojciechowski, M. ; Wronka, S. ; Zwieglinski, B. ; Amsler, C. ; Bühler, Paul ; Marton, J. ; Nalti, W. ; Steinschaden, D. ; Widmann, Eberhard ; Zimmermann, S. ; Zmeskal, Johann
This paper reports on Monte Carlo simulation results for future measurements of the moduli of time-like proton electromagnetic form factors, |GE | and |GM|, using the ¯pp → μ+μ− reaction at PANDA (FAIR). The electromagnetic form factors are fundamental quantities parameterizing the electric and magnetic structure of hadrons. This work estimates the statistical and total accuracy with which the form factors can be measured at PANDA, using an analysis of simulated data within the PandaRoot software framework. The most crucial background channel is ¯pp → π+π−,due to the very similar behavior of muons and pions in the detector. The suppression factors are evaluated for this and all other relevant background channels at different values of antiproton beam momentum. The signal/background separation is based on a multivariate analysis, using the Boosted Decision Trees method. An expected background subtraction is included in this study, based on realistic angular distribuations of the background contribution. Systematic uncertainties are considered and the relative total uncertainties of the form factor measurements are presented.
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