Longitudinal and transverse spin asymmetries for inclusive jet production at mid-rapidity in polarized p+p collisions at root s=200 GeV

We report STAR measurements of the longitudinal double-spin asymmetry A(LL), the transverse singlespin asymmetry A(N), and the transverse double-spin asymmetries A(Sigma) and A(TT) for inclusive jet production at mid-rapidity in polarized p + p collisions at a center-of-mass energy of root s = 200 GeV. The data represent integrated luminosities of 7.6 pb(-1) with longitudinal polarization and 1.8 pb(-1) with transverse polarization, with 50%-55% beam polarization, and were recorded in 2005 and 2006. No evidence is found for the existence of statistically significant jet A(N), A(Sigma), or A(TT) at mid-rapidity. Recent model calculations indicate the A(N) results may provide new limits on the gluon Sivers distribution in the proton. The asymmetry A(LL) significantly improves the knowledge of gluon polarization in the nucleon.

Hydrogen production and consumption of organic acids by a phototrophic microbial consortium

Alternative fuel sources have been extensively studied. Hydrogen gas has gained attention because its combustion releases only water, and it can be produced by microorganisms using organic acids as substrates. The aim of this study was to enrich a microbial consortium of photosynthetic purple non-sulfur bacteria from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor (UASB) using malate as carbon source. After the enrichment phase, other carbon sources were tested, such as acetate (30 mmol l(-1)), butyrate (17 mmol l(-1)), citrate (11 mmol l(-1)), lactate (23 mmol l(-1)) and malate (14.5 mmol l(-1)). The reactors were incubated at 30 degrees C under constant illumination by 3 fluorescent lamps (81 mu mol m(-2) s(-1)). The cumulative hydrogen production was 7.8, 9.0, 7.9, 5.6 and 13.9 mmol H-2 l(-1) culture for acetate, butyrate, citrate, lactate and malate, respectively. The maximum hydrogen yield was 0.6, 1.4, 0.7, 0.5 and 0.9 mmol H-2 mmol(-1) substrate for acetate, butyrate, citrate, lactate and malate, respectively. The consumption of substrates was 43% for acetate, 37% for butyrate, 100% for citrate, 49% for lactate and 100% for malate. Approximately 26% of the clones obtained from the Phototrophic Hydrogen-Producing Bacterial Consortium (PHPBC) were similar to Rhodobacter, Rhodospirillum and Rhodopseudomonas, which have been widely cited in studies of photobiological hydrogen production. Clones similar to the genus Sulfurospirillum (29% of the total) were also found in the microbial consortium. Copyright (C) 2012, Hydrogen Energy Publications, LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Di-electron spectrum at mid-rapidity in p+p collisions at root s=200 GeV

We report on the mid-rapidity mass spectrum of di-electrons and cross sections of pseudoscalar and vector mesons via e(+) e(-) decays, from root s = 200 GeV p + p collisions, measured by the large-acceptance experiment STAR at the Relativistic Heavy Ion Collider. The ratio of the di-electron continuum to the combinatorial background is larger than 10% over the entire mass range. Simulations of di-electrons from light-meson decays and heavy-flavor decays (charmonium and open charm correlation) are found to describe the data. The extracted omega -> e(+) e(-) invariant yields are consistent with previous measurements. The mid-rapidity yields (dN/dy) of phi and J/psi are extracted through their di-electron decay channels and are consistent with the previous measurements of phi -> K+ K- and J/psi -> e(+) e(-). Our results suggest a new upper limit of the branching ratio of the eta -> e(+) e(-) of 1.7 x 10(-5) at the 90% confidence level.

(KsKs0)-K-0 correlations in pp collisions at root s=7 TeV from the LHC ALICE experiment

Identical neutral kaon pair correlations are measured in root s = 7 TeV pp collisions in the ALICE experiment. One-dimensional (KsKs0)-K-0 correlation functions in terms of the invariant momentum difference of kaon pairs are formed in two multiplicity and two transverse momentum ranges. The femtoscopic parameters for the radius and correlation strength of the kaon source are extracted. The fit includes quantum statistics and final-state interactions of the a(0)/f(0) resonance. (KsKs0)-K-0 correlations show an increase in radius for increasing multiplicity and a slight decrease in radius for increasing transverse mass, mT, as seen in pi pi correlations in pp collisions and in heavy-ion collisions. Transverse mass scaling is observed between the (KsKs0)-K-0 and pi pi radii. Also, the first observation is made of the decay of the f(2)'(1525) meson into the (KsKs0)-K-0 channel in pp collisions. (C) 2012 CERN. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Hadronic molecules with both open charm and bottom

With the one-boson-exchange model, we study the interaction between the S-wave D(*)/D-s(*) meson and S-wave B(*)/B-s(*) meson considering the S-D mixing effect. Our calculation indicates that there may exist the B-c-like molecular states. We estimate their masses and list the possible decay modes of these B-c-like molecular states, which may be useful to the future experimental search.

Magnetic moments of the low-lying J(P)=1/2(-), 3/2(-) Lambda resonances within the framework of the chiral quark model

The magnetic moments of the low-lying spin-parity J(P) = 1/2(-), 3/2(-) Lambda resonances, like, for example, Lambda(1405) 1/2(-), Lambda(1520) 3/2(-), as well as their transition magnetic moments, are calculated using the chiral quark model. The results found are compared with those obtained from the nonrelativistic quark model and those of unitary chiral theories, where some of these states are generated through the dynamics of two hadron coupled channels and their unitarization.

Production of K*(892)(0) and phi(1020) in pp collisions at root s=7 TeV

The production of K*(892)(0) and phi(1020) in pp collisions at root s = 7 TeV was measured by the ALICE experiment at the LHC. The yields and the transverse momentum spectra d(2)N/dydp(T) at midrapidity vertical bar y vertical bar < 0.5 in the range 0 < p(T) < 6 GeV/c for K*(892)(0) and 0.4 < p(T) < 6 GeV/c for phi(1020) are reported and compared to model predictions. Using the yield of pions, kaons, and Omega baryons measured previously by ALICE at root s = 7 TeV, the ratios K*/K-, phi/K*, phi/ K-, phi/pi(-), and (Omega + <(Omega)over bar>)/phi are presented. The values of the K*/K-, phi/K* and phi/K- ratios are similar to those found at lower centre-of-mass energies. In contrast, the phi/pi(-) ratio, which has been observed to increase with energy, seems to saturate above 200 GeV. The (Omega + (Omega) over bar)/phi ratio in the p(T) range 1-5 GeV/ c is found to be in good agreement with the prediction of the HIJING/B (B) over bar v2.0model with a strong colour field.

Cold-Nuclear-Matter Effects on Heavy-Quark Production in d+Au Collisions at root S-NN=200 GeV

The PHENIX experiment has measured electrons and positrons at midrapidity from the decays of hadrons containing charm and bottom quarks produced in d + Au and p + p collisions at root S-NN = 200 GeV in the transverse-momentum range 0.85 <= p(T)(e) <= 8.5 GeV/c. In central d + Au collisions, the nuclear modification factor R-dA at 1.5 < p(T) < 5 GeV/c displays evidence of enhancement of these electrons, relative to those produced in p + p collisions, and shows that the mass-dependent Cronin enhancement observed at the Relativistic Heavy Ion Collider extends to the heavy D meson family. A comparison with the neutral-pion data suggests that the difference in cold-nuclear-matter effects on light- and heavy-flavor mesons could contribute to the observed differences between the pi(0) and heavy-flavor-electron nuclear modification factors R-AA. DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.242301

Suppression of high transverse momentum D mesons in central Pb-Pb collisions at root s(NN)=2.76 TeV

The production of the prompt charm mesons D-0, D+, D*(+), and their antiparticles, was measured with the ALICE detector in Pb-Pb collisions at the LHC, at a centre-of-mass energy root s(NN) = 2.76 TeV per nucleon-nucleon collision. The p(t)-differential production yields in the range 2 < p(t) < 16 GeV/c at central rapidity, vertical bar y vertical bar < 0.5, were used to calculate the nuclear modification factor R-AA with respect to a proton-proton reference obtained from the cross section measured at root s = 7 TeV and scaled to root s = 2.76 TeV. For the three meson species, R-AA shows a suppression by a factor 3-4, for transverse momenta larger than 5 GeV/c in the 20% most central collisions. The suppression is reduced for peripheral collisions.

Relation between Tcc,bb and Xc,b from QCD.

We have studied, using double ratio of QCD (spectral) sum rules, the ratio between the masses of Tcc and X(3872) assuming that they are respectively described by the D−D∗ and D− ¯D∗ molecular currents. We found (within our approximation) that the masses of these two states are almost degenerate. Since the pion exchange interaction between these mesons is exactly the same, we conclude that if the observed X(3872) meson is a D ¯D∗ + c.c. molecule, then the DD∗ molecule should also exist with approximately the same mass. An extension of the analysis to the b-quark case leads to the same conclusion. We also study the SU(3) breakings for the T s Q Q /TQ Q mass ratios. Motivated by the recent Belle observation of two Zb states, we revise our determination of Xb by combining results from exponential and FESR sum rules.

Kohärente Photoproduktion von eta-Mesonen am Deuteron im Bereich der S 11 (1535)-Resonanz

Es wurden Rueckstreueffekte in der kohaerentenEta-Photoproduktion amDeuteron im Bereich der S11(1535)-Resonanz untersucht. Fuerdenelementaren Prozess am Deuteron wurde ein effektivesResonanzmodelleinschliesslich Borntermen verwendet. Die Resonanzparameterwurdenausschliesslich an den elementaren Mesonproduktionsprozessenfestgelegt. Bei der kohaerenten Eta-Photoproduktion amDeuteron wurdedie Stossnaeherung fuer die P11(1440)-, D13(1520)- undS11(1535)-Resonanz sowie Rueckstreueffekte undMesonaustauschstroemeberuecksichtigt. Die Rueckstreuung wird innerhalb einesgekoppelten-Kanal-Modells unter Beruecksichtigung derResonanzanregungbehandelt. Es ergibt sich eine Erhoehung des differentiellenWirkungsquerschnitts um etwa 5% durch die Rueckstreuung. InihrerSumme sind Zweiteilcheneffekte kleine Beitraege zurkohaerentenEta-Photoproduktion am Deuteron.

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

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+.

Photoproduktion neutraler Pionen am Proton mit linear polarisierten Photonen im Bereich der Schwelle

Diese Arbeit beschreibt ein Experiment zur Photoproduktionneutraler Pionen am Proton im Schwellenbereich. DurchVerwendung linear polarisierter Photonen konnte neben dentotalen und differentiellen Wirkungsquerschnitten zum erstenMal die Photonasymmetrie nahe der Schwelle gemessen werden.Besonderes Interesse galt dem aus diesen physikalischenObservablen bestimmbaren s-Wellen-Multipol E0+ sowie der erstmaligen Bestimmung aller drei p-Wellen-KombinationenP1, P2 und P3 im Bereich der Schwelle.Das Experiment wurde 1995/1996 am ElektronenbeschleunigerMAMI (Mainzer Mikrotron) der Universität Mainz durchgeführt.Durch Verwendung eines Diamanten als Bremsstrahltarget fürdie Elektronen wurden über den Prozeß der kohärentenBremsstrahlung linear polarisierte Photonen erzeugt. DieEnergie der Photonen wurde über die Messung der Energie der gestreuten Elektronen in der MainzerPhotonenmarkierungsanlage bestimmt. Der Detektor TAPS, eineAnordnung aus 504 BaF2-Modulen, war um einFlüssigwasserstofftarget aufgebaut. In den Modulen wurdendie im Target produzierten neutralen Pionen über ihrenZerfall in zwei Photonen nachgewiesen.Die totalen und differentiellen Wirkungsquerschnitte wurdenim Energiebereich zwischen der Schwelle von 144.7 MeV und168 MeV gemessen. Die erstmals gemessene Photonasymmetriefür 159.5 MeV ist positiv und hat einen Wert von+0.217+/-0.046 für einen Polarwinkel von 90 Grad. Der Multipol E0+ und die drei p-Wellen-Kombinationen wurden andie physikalischen Observablen über zwei unterschiedlicheMethoden angepaßt, die übereinstimmende Ergebnisselieferten. Die Vorhersagen der Niederenergietheoreme derchiralen Störungstheorie für P1 und P2 stimmen beiEinbeziehung der statistischen und systematischen Fehler mitden experimentellen Werten überein.

Aufbau des GDH-Experiments und Messung der Helizitätsabhängigkeit von gamma p p pi + pi- von der Schwelle bis 800 MeV

Das Experiment zur Überprüfung der Gerasimov-Drell-Hearn(GDH)-Summenregel am Mainzer Mikrotron diente zur Messunghelizitätsabhängiger Eigenschaften der Photoproduktion amProton. Hierbei konnten neben den totalen Photoabsorptionswirkungsquerschnitten auch Querschnitte partieller Kanäle der Einpion-, Zweipion- und Eta-Produktion bestimmt werden. Für die möglichen Doppel-Pion-Reaktionen sind zur Zeit nur wenig Information vorhanden. Daher sind die Reaktionsmechanismen der Doppel-Pion-Photoproduktion weitgehend noch unverstanden. Aus diesem Grund ist die Untersuchung weiterer Observablenerforderlich. Die Helizitätsabhängigkeit stellt eine solcheneue Observable dar und kann dadurch gemessen werden, daßein zirkular polarisiertes Photon mit einem longitudinalpolarisierten Nukleon wechselwirkt. Der Photonspin beträgt1 und der Fermionenspin des Nukleons beträgt 1/2.Die Spins koppeln zu 3/2 und 1/2. Dies liefert diehelizitätsabhängigen Wirkungsquerschnitte.Diese Dissertation beschreibt den Aufbau des Mainzer GDH-Experiments und die technische Realisation der Messung helizitätsabhängiger Photoabsorptionswirkungsquerschnitte. Die Helizitätsabhängigkeit der doppelt geladenen Doppel-Pion-Photoproduktion am Proton wurde anhand der gemessenen Daten untersucht. Diese Reaktion ist ein Zweistufenprozeß, wobei das angeregte Nukleon resonant oder nicht-resonant in die Endzustandsteilchen zerfällt. Durch die helizitätsabhängigen Daten wurden Freiheitsgradein der Doppel-Pion-Photoproduktion eingeschränkt, wodurch eine Verbesserung der Modelle der Gent-Mainz- und der Valencia-Gruppe ermöglicht wurde. Die im Rahmen dieser Arbeit ermittelten Daten haben zusätzlich eine Motivation für weitere Interpretationsansätze durch die genanntenTheoriegruppen geschaffen.

Study of electromagnetic reactions on light nuclei with the Lorentz Integral Transform method

In dieser Arbeit aus dem Bereich der Wenig-Nukleonen-Physik wird die neu entwickelte Methode der Lorentz Integral Transformation (LIT) auf die Untersuchung von Kernphotoabsorption und Elektronenstreuung an leichten Kernen angewendet. Die LIT-Methode ermoeglicht exakte Rechnungen durchzufuehren, ohne explizite Bestimmung der Endzustaende im Kontinuum. Das Problem wird auf die Loesung einer bindungzustandsaehnlichen Gleichung reduziert, bei der die Endzustandswechselwirkung vollstaendig beruecksichtigt wird. Die Loesung der LIT-Gleichung wird mit Hilfe einer Entwicklung nach hypersphaerischen harmonischen Funktionen durchgefuehrt, deren Konvergenz durch Anwendung einer effektiven Wechselwirkung im Rahmem des hypersphaerischen Formalismus (EIHH) beschleunigt wird. In dieser Arbeit wird die erste mikroskopische Berechnung des totalen Wirkungsquerschnittes fuer Photoabsorption unterhalb der Pionproduktionsschwelle an 6Li, 6He und 7Li vorgestellt. Die Rechnungen werden mit zentralen semirealistischen NN-Wechselwirkungen durchgefuehrt, die die Tensor Kraft teilweise simulieren, da die Bindungsenergien von Deuteron und von Drei-Teilchen-Kernen richtig reproduziert werden. Der Wirkungsquerschnitt fur Photoabsorption an 6Li zeigt nur eine Dipol-Riesenresonanz, waehrend 6He zwei unterschiedliche Piks aufweist, die dem Aufbruch vom Halo und vom Alpha-Core entsprechen. Der Vergleich mit experimentellen Daten zeigt, dass die Addition einer P-Wellen-Wechselwirkung die Uebereinstimmung wesentlich verbessert. Bei 7Li wird nur eine Dipol-Riesenresonanz gefunden, die gut mit den verfuegbaren experimentellen Daten uebereinstimmt. Bezueglich der Elektronenstreuung wird die Berechnung der longitudinalen und transversalen Antwortfunktionen von 4He im quasi-elastischen Bereich fuer mittlere Werte des Impulsuebertrages dargestellt. Fuer die Ladungs- und Stromoperatoren wird ein nichtrelativistisches Modell verwendet. Die Rechnungen sind mit semirealistischen Wechselwirkungen durchgefuert und ein eichinvarianter Strom wird durch die Einfuehrung eines Mesonaustauschstroms gewonnen. Die Wirkung des Zweiteilchenstroms auf die transversalen Antwortfunktionen wird untersucht. Vorlaeufige Ergebnisse werden gezeigt und mit den verfuegbaren experimentellen Daten verglichen.