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Journal article

Three-body nature of N(*) and Δ(*) resonances from sequential decay chains.

  • Thiel A Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Sokhoyan V Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Gutz E Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • van Pee H Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Anisovich AV Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Bacelar JC Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands.
  • Bantes B Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Bartholomy O Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Bayadilov D Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Beck R Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Beloglazov Y Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia.
  • Castelijns R Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands.
  • Crede V Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA.
  • Dutz H Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Elsner D Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Ewald R Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Frommberger F Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Fuchs M Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Funke Ch Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Gregor R II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Gridnev A Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia.
  • Hillert W Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Hoffmeister P Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Horn I Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Jaegle I Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland.
  • Junkersfeld J Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Kalinowsky H Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Kammer S Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Kleber V Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Klein F Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Klein F Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Klempt E Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Kotulla M II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Krusche B Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland.
  • Lang M Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Löhner H Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands.
  • Lopatin I Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia.
  • Lugert S II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Mertens T Physikalisches Institut, Universität Basel, 4056 Basel, Switzerland.
  • Messchendorp JG Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands.
  • Metag V II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Metsch B Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Nanova M II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Nikonov V Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Novinski D Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia.
  • Novotny R II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Ostrick M Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Pant L II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Pfeiffer M II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Piontek D Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Roy A II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Sarantsev AV Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Schmidt Ch Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Schmieden H Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Shende S Kernfysisch Versneller Instituut, University of Groningen, 9747 AA Groningen, The Netherlands.
  • Süle A Physikalisches Institut, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Sumachev VV Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Leningrad district 188300, Russia.
  • Szczepanek T Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Thoma U Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Trnka D II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Varma R II. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen, 35392 Gießen, Germany.
  • Walther D Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Wendel Ch Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
  • Wilson A Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Friedrich-Wilhelms Universität, 53115 Bonn, Germany.
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  • 2015-03-21
Published in:
  • Physical review letters. - 2015
English The Nπ^{0}π^{0} decays of positive-parity N^{*} and Δ^{*} resonances at about 2 GeV are studied at ELSA by photoproduction of two neutral pions off protons. The data reveal clear evidence for several intermediate resonances: Δ(1232), N(1520)3/2^{-}, and N(1680)5/2^{+}, with spin parities J^{P}=3/2^{+}, 3/2^{-}, and 5/2^{+}. The partial wave analysis (within the Bonn-Gatchina approach) identifies N(1440)1/2^{+} and the N(ππ)_{S wave} (abbreviated as Nσ here) as further isobars and assigns the final states to the formation of nucleon and Δ resonances and to nonresonant contributions. We observe the known Δ(1232)π decays of Δ(1910)1/2^{+}, Δ(1920)3/2^{+}, Δ(1905)5/2^{+}, Δ(1950)7/2^{+}, and of the corresponding spin-parity series in the nucleon sector, N(1880)1/2^{+}, N(1900)3/2^{+}, N(2000)5/2^{+}, and N(1990)7/2^{+}. For the nucleon resonances, these decay modes are reported here for the first time. Further new decay modes proceed via N(1440)1/2^{+}π, N(1520)3/2^{-}π, N(1680)5/2^{+}π, and Nσ. The latter decay modes are observed in the decay of N^{*} resonances and at most weakly in Δ^{*} decays. It is argued that these decay modes provide evidence for a 3-quark nature of N^{*} resonances rather than a quark-diquark structure.
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  • English
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