Inclusive e$^+$e$^-$ production in collisions of pions with protons and nuclei in the second resonance region of baryons - IN2P3 - Institut national de physique nucléaire et de physique des particules Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2023

Inclusive e$^+$e$^-$ production in collisions of pions with protons and nuclei in the second resonance region of baryons

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 Ciepał , S Deb (1) , C Deveaux , D Dittert , J Dreyer , E Epple , L Fabbietti , P Fonte , C Franco , J Friese , I Fröhlich , J Förtsch , T Galatyuk , J.A Garzón , 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 , J Kolas , B.W Kolb , G Korcyl , G Kornakov , R Kotte , W Krueger , A Kugler , T Kunz , R Lalik , K Lapidus , S Linev , F Linz , 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 , M Nabroth , L Naumann , K Nowakowski , J Orliński , J.-H Otto , Y Parpottas , M Parschau , C Pauly , V Pechenov , O Pechenova , K Piasecki , J Pietraszko , T Povar , P Prościnki , A Prozorov , W Przygoda , K Pysz , B Ramstein (1) , N Rathod , P Rodriguez-Ramos , A Rost , A Rustamov , 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 Stefaniak , H Ströbele , J Stroth , 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 , A Wladyszewska , H.P Zbroszczyk , E Zherebtsova , M Zielinski , P Zumbruch
J Adamczewski-Musch
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O Arnold
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M Becker
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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 Ciepał
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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 Garzón
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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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W Koenig
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M Kohls
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J Kolas
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B.W Kolb
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G Korcyl
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G Kornakov
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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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F Linz
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L Lopes
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M Lorenz
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T Mahmoud
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L Maier
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A Malige
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J Markert
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S Maurus
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V Metag
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J Michel
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D.M Mihaylov
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V Mikhaylov
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A Molenda
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C Müntz
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R Münzer
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M Nabroth
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L Naumann
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K Nowakowski
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J Orliński
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J.-H Otto
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Y Parpottas
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M Parschau
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C Pauly
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O Pechenova
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T Povar
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K Pysz
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T Scheib
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K Schmidt-Sommerfeld
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O Vazquez-Doce
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V Wagner
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A.A Weber
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M.G Wiebusch
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J Wirth
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A Wladyszewska
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H.P Zbroszczyk
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E Zherebtsova
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M Zielinski
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P Zumbruch
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Résumé

Inclusive e$^+$e$^-$ production has been studied with HADES in $\pi^-$ + p, $\pi^-$ + C and $\pi^- + \mathrm{CH}_2$ reactions, using the GSI pion beam at $\sqrt{s_{\pi p}}$ = 1.49 GeV. Invariant mass and transverse momentum distributions have been measured and reveal contributions from Dalitz decays of $\pi^0$, $\eta$ mesons and baryon resonances. The transverse momentum distributions are very sensitive to the underlying kinematics of the various processes. The baryon contribution exhibits a deviation up to a factor seven from the QED reference expected for the dielectron decay of a hypothetical point-like baryon with the production cross section constrained from the inverse $\gamma$ n$\rightarrow \pi^-$ p reaction. The enhancement is attributed to a strong four-momentum squared dependence of the time-like electromagnetic transition form factors as suggested by Vector Meson Dominance (VMD). Two versions of the VMD, that differ in the photon-baryon coupling, have been applied in simulations and compared to data. VMD1 (or two-component VMD) assumes a coupling via the $\rho$ meson and a direct coupling of the photon, while in VMD2 (or strict VMD) the coupling is only mediated via the $\rho$ meson. The VMD2 model, frequently used in transport calculations for dilepton decays, is found to overestimate the measured dielectron yields, while a good description of the data can be obtained with the VMD1 model assuming no phase difference between the two amplitudes. Similar descriptions have also been obtained using a time-like baryon transition form factor model where the pion cloud plays the major role.

Dates et versions

hal-04235993 , version 1 (10-10-2023)

Identifiants

Citer

R Abou Yassine, J Adamczewski-Musch, O Arnold, E.T Atomssa, M Becker, et al.. Inclusive e$^+$e$^-$ production in collisions of pions with protons and nuclei in the second resonance region of baryons. 2023. ⟨hal-04235993⟩
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