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24 November 2020
 
  » arxiv » 1409.0865

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Experimental access to Transition Distribution Amplitudes with the ={P}ANDA experiment at FAIR
PANDA Collaboration ; B.P. Singh ; W. Erni ; I. Keshelashvili ; B. Krusche ; M. Steinacher ; B. Liu ; H. Liu ; Z. Liu ; X. Shen ; C. Wang ; J. Zhao ; M. Albrecht ; M. Fink ; F.H. Heinsius ; T. Held ; T. Holtmann ; H. Koch ; B. Kopf ; M. Kümmel ; G. Kuhl ; M. Kuhlmann ; M. Leyhe ; M. Mikirtychyants ; P. Musiol ; A. Mustafa ; M. Pelizäus ; J. Pychy ; M. Richter ; C. Schnier ; T. Schröder ; C. Sowa ; M. Steinke ; T. Triffterer ; U. Wiedner ; R. Beck ; C. Hammann ; D. Kaiser ; B. Ketzer ; M. Kube ; P. Mahlberg ; M. Rossbach ; C. Schmidt ; R. Schmitz ; U. Thoma ; D. Walther ; C. Wendel ; A. Wilson ; A. Bianconi ; M. Bragadireanu ; M. Caprini ; D. Pantea ; D. Pietreanu ; M.E. Vasile ; B. Patel ; D. Kaplan ; P. Brandys ; T. Czyzewski ; W. Czyzycki ; M. Domagala ; M. Hawryluk ; G. Filo ; M. Krawczyk ; D. Kwiatkowski ; E. Lisowski ; F. Lisowski ; T. Fiutowski ; M. Idzik ; B. Mindur ; D. Przyborowski ; K. Swientek ; B. Czech ; S. Kliczewski ; K. Korcyl ; A. Kozela ; P. Kulessa ; P. 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Pace ; A. Bersani ; G. Bracco ; M. Macri ; R.F. Parodi ; S. Bianco ; D. Bremer ; K.T. Brinkmann ; S. Diehl ; V. Dormenev ; P. Drexler ; M. Düren ; T. Eissner ; E. Etzelmüller ; K. Föhl ; M. Galuska ; T. Gessler ; E. Gutz ; A. Hayrapetyan ; J. Hu ; B. Kröck ; W. Kühn ; T. Kuske ; S. Lange ; Y. Liang ; O. Merle ; V. Metag ; D. Mülhheim ; D. Münchow ; M. Nanova ; R. Novotny ; A. Pitka ; T. Quagli ; J. Rieke ; C. Rosenbaum ; R. Schnell ; B. Spruck ; H. Stenzel ; U. Thöring ; T. Ullrich ; T. Wasem ; M. Werner ; H.G. Zaunick ; D. Ireland ; G. Rosner ; B. Seitz ; P.N. Deepak ; A.V. Kulkarni ; A. Apostolou ; M. Babai ; M. Kavatsyuk ; P. Lemmens ; M.Lindemulder ; H. Löhner ; J. Messchendorp ; P. Schakel ; H. Smit ; J.C. van der Weele ; R. Veenstra ; M. Tiemens ; S. Vejdani ; K. Kalita ; D.P. Mohanta ; A. Kumar ; A. Roy ; R. Sahoo ; H. Sohlbach ; M. Büscher ; L. Cao ; A. Cebulla ; D. Deermann ; R. Dosdall ; S. Esch ; I. Georgadze ; A. Gillitzer ; A. Goerres ; F. Goldenbaum ; D. Grunwald ; A. 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Malyshev ; I. Marishev ; A. Semenov ; I. Konorov ; S. Paul ; S. Grieser ; A.K. Hergemöller ; A. Khoukaz ; E. Köhler ; A. Täschner ; J. Wessels ; S. Dash ; M. Jadhav ; S. Kumar ; P. Sarin ; R. Varma ; V.B. Chandratre ; V. Datar ; D. Dutta ; V. Jha ; H. Kumawat ; A.K. Mohanty ; B. Roy ; Y. Yan ; K. Chinorat ; K. Khanchai ; L. Ayut ; S. Pornrad ; A.Y. Barnyakov ; A.E. Blinov ; V.E. Blinov ; V.S. Bobrovnikov ; S.A. Kononov ; E.A. Kravchenko ; I.A. Kuyanov ; A.P. Onuchin ; A.A. Sokolov ; Y.A. Tikhonov ; E. Atomssa ; T. Hennino ; M. Imre ; R. Kunne ; C. Le Galliard ; B. Ma ; D. Marchand ; S. Ong ; B. Ramstein ; P. Rosier ; E. Tomasi-Gustafsson ; J. Van de Wiele ; G. Boca ; S. Costanza ; P. Genova ; L. Lavezzi ; P. Montagna ; A. Rotondi ; V. Abramov ; N. Belikov ; S. Bukreeva ; A. Davidenko ; A. Derevschikov ; Y. Goncharenko ; V. Grishin ; V. Kachanov ; V. Kormilitsin ; Y. Melnik ; A. Levin ; N. Minaev ; V. Mochalov ; D. Morozov ; L. Nogach ; S. Poslavskiy ; A. Ryazantsev ; S. Ryzhikov ; P. Semenov ; I. Shein ; A. Uzunian ; A. Vasiliev ; A. Yakutin ; B. Yabsley ; T. Bäck ; B. Cederwall ; K. Makónyi ; P.E. Tegnér ; K.M. von Würtemberg ; S. Belostotski ; G. Gavrilov ; A. Izotov ; A. Kashchuk ; O. Levitskaya ; S. Manaenkov ; O. Miklukho ; Y. Naryshkin ; K. Suvorov ; D. Veretennikov ; A. Zhadanov ; A.K. Rai ; S.S. Godre ; R. Duchat ; A. Amoroso ; A. Bianconi ; M.P. Bussa ; L. Busso ; F. De Mori ; M. Destefanis ; L. Fava ; L. Ferrero ; M. Greco ; M. Maggiora ; G. Maniscalco ; S. Marcello ; S. Sosio ; S. Spataro ; L. Zotti ; D. Calvo ; S. Coli ; P. De Remigis ; A. Filippi ; G. Giraudo ; S. Lusso ; G. Mazza ; M. Mingnore ; A. Rivetti ; R. Wheadon ; F. Balestra ; F. Iazzi ; R. Introzzi ; A. Lavagno ; H. Younis ; R. Birsa ; F. Bradamante ; A. Bressan ; A. Martin ; H. Clement ; B. Gålnander ; L. Caldeira Balkeståhl ; H. Calén ; K. Fransson ; T. Johansson ; A. Kupsc ; P. Marciniewski ; J. Pettersson ; K. Schönning ; M. Wolke ; J. Zlomanczuk ; J. Díaz ; A. Ortiz ; P.C. Vinodkumar ; A. Parmar ; A. Chlopik ; D. Melnychuk ; B. Slowinski ; A. Trzcinski ; M. Wojciechowski ; S. Wronka ; B. Zwieglinski ; P. Bühler ; J. Marton ; K. Suzuki ; E. Widmann ; J. Zmeskal ; B. Fröhlich ; D. Khaneft ; D. Lin ; I. Zimmermann ; K. Semenov-Tian-Shansky ;
Date 2 Sep 2014
AbstractWe address the possibility of accessing nucleon-to-pion ($pi N$) Transition Distribution Amplitudes (TDAs) from $ar{p}p o e^+e^- pi^0$ reaction with the future ={P}ANDA detector at the FAIR facility. At high center of mass energy and high invariant mass of the lepton pair $q^2$, the amplitude of the signal channel $ar{p}p o e^+e^- pi^0$ admits a QCD factorized description in terms of $pi N$ TDAs and nucleon Distribution Amplitudes (DAs) in the forward and backward kinematic regimes. Assuming the validity of this factorized description, we perform feasibility studies for measuring $ar{p}p o e^+e^- pi^0$ with the ={P}ANDA detector. Detailed simulations on signal reconstruction efficiency as well as on rejection of the most severe background channel, {it i.e.} $ar{p}p o pi^+pi^- pi^0$ were performed for the center of mass energy squared $s = 5$ GeV$^2$ and $s = 10$ GeV$^2$, in the kinematic regions $3.0 < q^2 < 4.3$ GeV$^2$ and $5 < q^2 < 9$ GeV$^2$, respectively, with a neutral pion scattered in the forward or backward cone $| cos heta_{pi^0}| > 0.5 $ in the proton-antiproton center of mass frame. Results of the simulation show that the particle identification capabilities of the ={P}ANDA detector will allow to achieve a background rejection factor at the level of $10^8$ ($2cdot 10^7$) at low (high) $q^2$ while keeping the signal reconstruction efficiency at around $40\%$ and that a clean lepton signal can be reconstructed with the expected statistics corresponding to $2$ fb$^{-1}$ of integrated luminosity. The future measurement of the signal channel cross section with ={P}ANDA will provide a new test of perturbative QCD description of a novel class of hard exclusive reactions and will open the possibility of experimentally accessing $pi N$ TDAs.
Source arXiv, 1409.0865
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