Energetic neutrons produced in ep collisions at HERA have been studied with the ZEUS detector in the photoproduction regime at a mean photon-proton center-of-mass energy of 220 GeV. The neutrons carry a large fraction 0.64 < x(L) < 0.925 of the incoming proton energy, and the four-momentum transfer squared at the proton-neutron vertex is small, vertical bar t vertical bar < 0.425 GeV(2). The x(L) distribution of the neutrons is measured in bins of t. The (1 - x(L)) distributions in the t bins studied satisfy a power law dN/dx(L) proportional to (1 - x(L))(a(t)), with the powers a(t) following a linear function of t: a(t) = 0.88 +/- 0.09(stat.)(-0.39)(+0.34) (syst.) - (2.81 +/- 0.42(stat.)(-0.62)(+1.13) (syst.) GeV(-2))t. This result is consistent with the expectations of pion-exchange models, in which the incoming proton fluctuates to a neutron-pion state, and the electron interacts with the pion.

Study of the pion trajectory in the photoproduction of leading neutrons at HERA

BASILE, MAURIZIO;CIFARELLI, LUISA;CONTIN, ANDREA;PALMONARI, FEDERICO;SARTORELLI, GABRIELLA;ZICHICHI, ANTONINO;
2005

Abstract

Energetic neutrons produced in ep collisions at HERA have been studied with the ZEUS detector in the photoproduction regime at a mean photon-proton center-of-mass energy of 220 GeV. The neutrons carry a large fraction 0.64 < x(L) < 0.925 of the incoming proton energy, and the four-momentum transfer squared at the proton-neutron vertex is small, vertical bar t vertical bar < 0.425 GeV(2). The x(L) distribution of the neutrons is measured in bins of t. The (1 - x(L)) distributions in the t bins studied satisfy a power law dN/dx(L) proportional to (1 - x(L))(a(t)), with the powers a(t) following a linear function of t: a(t) = 0.88 +/- 0.09(stat.)(-0.39)(+0.34) (syst.) - (2.81 +/- 0.42(stat.)(-0.62)(+1.13) (syst.) GeV(-2))t. This result is consistent with the expectations of pion-exchange models, in which the incoming proton fluctuates to a neutron-pion state, and the electron interacts with the pion.
CHEKANOV S.; DERRICK M.; KRAKAUER D.; LOIZIDES JH.; MAGILL S.; MIGLIORANZI S.; MUSGRAVE B.; REPOND J.; YOSHIDA R.; MATTINGLY MCK.; ANTONIOLI P.; BARI G.; BASILE M.; BELLAGAMBA L.; BOSCHERINI D.; BRUNI A.; BRUNI G.; CARA ROMEO G.; CIFARELLI L.; CINDOLO F.; CONTIN A.; CORRADI M.; DE PASQUALE S.; GIUSTI P.; IACOBUCCI G.; MARGOTTI A.; MONTANARI A.; NANIA R.; PALMONARI F.; PESCI A.; SARTORELLI G.; ZICHICHI A.; AGHUZUMTSYAN G.; BARTSCH D.; BROCK I.; GOERS S.; HARTMANN H.; HILGER E.; IRRGANG P.; JAKOB HP.; KIND O.; MEYER U.; PAUL E.; RAUTENBERG J.; RENNER R.; STIFUTKIN A.; TANDLER J.; VOSS KC.; WANG M.; BAILEY DS.; BROOK NH.; COLE JE.; HEATH GP.; NAMSOO T.; ROBINS S.; WING M.; CAPUA M.; MASTROBERARDINO A.; SCHIOPPA M.; SUSINNO G.; KIM JS.; LIM IT.; MA KJ.; PAC MY.; CALDWELL A.; HELBICH M.; LIU X.; MELLADO B.; NING Y.; PAGANIS S.; REN Z.; SCHMIDKE WB.; SCIULLI F.; CHWASTOWSKI J.; ESKREYS A.; FIGIEL J.; GALAS A.; OLKIEWICZ K.; STOPA P.; ZAWIEJSKI L.; ADAMCZYK L.; BOLD T.; GRABOWSKA-BOLD I.; KISIELEWSKA D.; KOWAL AM.; KOWAL M.; LUKASIK J.; PRZYBYCIEN M.; SUSZYCKI L.; SZUBA D.; SZUBA J.; KOTANSKI A.; SLOMINSKI W.; ADLER V.; BEHRENS U.; BLOCH I.; BORRAS K.; CHIOCHIA V.; DANNHEIM D.; DREWS G.; FOURLETOVA J.; FRICKE U.; GEISER A.; GOTTLICHER P.; GUTSCHE O.; HAAS T.; HAIN W.; HILLERT S.; HORN C.; KAHLE B.; KOTZ U.; KOWALSKI H.; KRAMBERGER G.; LABES H.; LELAS D.; LIM H.; LOHR B.; MANKEL R.; MELZER-PELLMANN IA.; NGUYEN CN.; NOTZ D.; NUNCIO-QUIROZ AE.; POLINI A.; RAVAL A.; RURUA L.; SCHNEEKLOTH U.; STOSSLEIN U.; WOLF G.; YOUNGMAN C.; ZEUNER W.; SCHLENSTEDT S.; BARBAGLI G.; GALLO E.; GENTA C.; PELFER P.; BAMBERGER A.; BENEN A.; KARSTENS F.; DOBUR D.; VLASOV NN.; BELL M.; BUSSEY PJ.; DOYLE AT.; FERRANDO J.; HAMILTON J.; HANLON S.; SAXON DH.; SKILLICORN IO.; GIALAS I.; CARLI T.; GOSAU T.; HOLM U.; KRUMNACK N.; LOHRMANN E.; MILITE M.; SALEHI H.; SCHLEPER P.; SCHORNER-SADENIUS T.; STONJEK S.; WICHMANN K.; WICK K.; ZIEGLER A.; ZIEGLER A.; COLLINS-TOOTH C.; FOUDAS C.; GONCALO R.; LONG KR.; TAPPER AD.; CLOTH P.; FILGES D.; KATAOKA M.; NAGANO K.; TOKUSHUKU K.; YAMADA S.; YAMAZAKI Y.; BARAKBAEV AN.; BOOS EG.; POKROVSKIY NS.; ZHAUTYKOV BO.; SON D.; PIOTRZKOWSKI K.; BARREIRO F.; GLASMAN C.; GONZALEZ O.; LABARGA L.; DEL PESO J.; TASSI E.; TERRON J.; ZAMBRANA M.; BARBI M.; CORRIVEAU F.; GLIGA S.; LAINESSE J.; PADHI S.; STAIRS DG.; WALSH R.; TSURUGAI T.; ANTONOV A.; DANILOV P.; DOLGOSHEIN BA.; GLADKOV D.; SOSNOVTSEV V.; SUCHKOV S.; DEMENTIEV RK.; ERMOLOV PF.; KATKOV II.; KHEIN LA.; KORZHAVINA IA.; KUZMIN VA.; LEVCHENKO BB.; LUKINA OY.; PROSKURYAKOV AS.; SHCHEGLOVA LM.; ZOTKIN SA.; COPPOLA N.; GRIJPINK S.; KOFFEMAN E.; KOOIJMAN P.; MADDOX E.; PELLEGRINO A.; SCHAGEN S.; TIECKE H.; VAZQUEZ M.; WIGGERS L.; DE WOLF E.; BRUMMER N.; BYLSMA B.; DURKIN LS.; LING TY.; COOPER-SARKAR AM.; COTTRELL A.; DEVENISH RCE.; FOSTER B.; GRZELAK G.; GWENLAN C.; KOHNO T.; PATEL S.; STRAUB PB.; WALCZAK R.; BERTOLIN A.; BRUGNERA R.; CARLIN R.; DAL CORSO F.; DUSINI S.; GARFAGNINI A.; LIMENTANI S.; LONGHIN A.; PARENTI A.; POSOCCO M.; STANCO L.; TURCATO M.; HEAPHY EA.; METLICA F.; OH BY.; WHITMORE JJ.; IGA Y.; D'AGOSTINI G.; MARINI G.; NIGRO A.; CORMACK C.; HART JC.; MCCUBBIN NA.; HEUSCH C.; PARK IH.; PAVEL N.; ABRAMOWICZ H.; GABAREEN A.; KANANOV S.; KREISEL A.; LEVY A.; KUZE A.; FUSAYASU T.; KAGAWA S.; TAWARA T.; YAMASHITA T.; HAMATSU R.; HIROSE T.; INUZUKA M.; KAJI H.; KITAMURA S.; MATSUZAWA K.; COSTA A.; FERRERO MI.; MONACO V.; SACCHI R.; SOLANO AM.; ARNEODO M.; RUSPA M.; KOOP T.; MARTIN JF.; MIREA A.; BUTTERWORTH JM.; HALL-WILTON R.; JONES TW.; LIGHTWOOD MS.; SUTTON MR.; TARGETT-ADAMS C.; CIBOROWSKI J.; CIESIELSKI RA.; LUZNIAK P.; NOWAK RJ.; PAWLAK JM.; SZTUK J.; TYMIENIECKA T.; UKLEJA A.; UKLEJA J.; ZARNECKI AF.; ADAMUS M.; PLUCINSKI P.; EISENBERG Y.; HOCHMAN D.; KARSHON U.; RIVELINE M.; EVERETT A.; GLADILIN LK.; KCIRA D.; LAMMERS S.; LI L.; REEDER DD.; ROSIN M.; RYAN P.; SAVIN AA.; SMITH WH.; DESHPANDE A.; DHAWAN S.; BHADRA S.; CATTERALL CD.; FOURLETOV S.; HARTNER G.; MENARY S.; SOARES M.; STANDAGE J.
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