Photoproduktion neutraler Pionen am Proton mit linear polarisierten Photonen im Bereich der Delta(1232)-Resonanz

Abstract

Hinweise auf die innere Struktur des Nukleons, dessenbeobachtbares Quadrupolmoment verschwindet, lassen sich u.a.durch die Untersuchung des N->Delta(1232)-Übergangsgewinnen. Dieser wird von der magnetischen Dipolanregung M1- einem Spinflip-Übergang - dominiert. In der Reaktion (gamma(lin. pol.) p -> p pi0) gelingt es mittels der Photonasymmetrie Sigma, das Signal der kleinen elektrischen Quadrupolamplitude E2 in einem Interferenztermmit der M1-Amplitude zu verstärken und das VerhältnisREM=E2/M1 des betrachteten Übergangs zu bestimmen. DieE2-Amplitude des N->Delta-Übergangs läßt auf eineDeformation des Nukleons und/oder der Delta-Resonanzschließen. Das zugehörige Experiment wurde am MainzerElektronenbeschleuniger MAMI durchgeführt. Durch kohärenteBremsstrahlung der Elektronen an einem Diamantradiatorstanden im Bereich der Delta(1232)-Resonanz linear polarisierte Photonen zur Verfügung. Insgesamt wurden reellePhotonen im Bereich Egamma=(200-790) MeV von derA2-Photonenmarkierungsanlage (Glasgow--Tagger)energiemarkiert. Mit dem Photonenspektrometer TAPS wurden die pi0-Mesonen über ihre beiden Zerfallsphotonennachgewiesen. Die gewählte Anordnung der 504BaF2-Einzelkristalle um ein Flüssigwasserstofftargeterlaubte den pi0-Nachweis im vollen Polarwinkelbereich. Die Datenbasis zur pi0-Photoproduktion am Proton konntehinsichtlich der Wirkungsquerschnitte und Photonasymmetriendurch Datenpunkte über den gesamten Polarwinkelbereichhinweg nachdrücklich erweitert werden.Eine weiterführende Multipolanalyse der neuen(Proton-pi0)-Daten ermöglichte im Energiebereich derDelta-Resonanz die Bestimmung der s- und p-WellenIsospinamplituden von E0+, M1-, E1+ und M1+.

Because the observable quadrupole moment of the nucleonvanishes, information about its internal structure isavailable from, for example, the investigation of theN->Delta(1232)-transition, which is dominated by themagnetic dipole excitation M1, a spin-flip transition. Inthe reaction (gamma(lin. pol.) p -> p pi0) the photonasymmetry Sigma allows for the amplification of the signalof the small electric quadrupole amplitude E2 in aninterference-term with the M1 ampitude and thus one candetermine the ratio REM=E2/M1 of the transition. The E2amplitude in the N->Delta-transition can be interpreted asthe deformation of the nucleon and/or the Delta-resonance. The experiment was performed at the electron acceleratorMAMI. Coherent bremsstrahlung from a diamond radiatoroffered linearly polarized photons in the Delta-region. Realphotons in the range Egamma=(200-790) MeV were tagged by theGlasgow-Tagger. The photon spectrometer TAPS was used todetect the pi0 via its two decay photons, where thearrangement of 504 BaF2-crystals surrounding the liquidhydrogen target resulted in a full pi0 polar angleacceptance. The database for pi0-photoproduction on the proton has beenextended emphatically by cross section and photon asymmetrydata over the full polar angle range. In a further multipoleanalysis of the data the s- and p-wave isospin amplitudes ofE0+, M1-, E1+ and M1+ have been determined.