当前位置: X-MOL 学术Nat. Phys. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Oscillating features in the electromagnetic structure of the neutron
Nature Physics ( IF 17.6 ) Pub Date : 2021-11-08 , DOI: 10.1038/s41567-021-01345-6
M. Ablikim 1 , X. Cai 1, 2 , G. F. Cao 1, 3 , N. Cao 1, 3 , J. F. Chang 1, 2 , W. L. Chang 1, 3 , G. Chen 1 , H. S. Chen 1, 3 , M. L. Chen 1, 2 , Y. B. Chen 1, 2 , H. L. Dai 1, 2 , X. C. Dai 1, 3 , Z. Y. Deng 1 , J. Dong 1, 2 , L. Y. Dong 1, 3 , M. Y. Dong 1, 2, 3 , J. Fang 1, 2 , S. S. Fang 1, 3 , Y. Fang 1 , C. D. Fu 1 , Y. Fu 1 , W. X. Gong 1, 2 , M. H. Gu 1, 2 , C. Y. Guan 1, 3 , K. L. He 1, 3 , Y. K. Heng 1, 2, 3 , Z. L. Hou 1 , H. M. Hu 1, 3 , T. Hu 1, 2, 3 , Y. Hu 1 , Y. P. Huang 1 , Q. Ji 1 , X. B. Ji 1, 3 , X. L. Ji 1, 2 , X. S. Jiang 1, 2, 3 , B. C. Ke 1, 4 , R. Kiuchi 1 , M. G. Kurth 1, 3 , F. Li 1, 2 , G. Li 1 , H. B. Li 1, 3 , Ke Li 1 , L. K. Li 1 , W. D. Li 1, 3 , W. G. Li 1 , H. Liang 1, 2, 3, 5 , L. Z. Liao 1, 3 , B. J. Liu 1 , C. X. Liu 1 , Fang Liu 1 , H. M. Liu 1, 3 , Huanhuan Liu 1 , J. Y. Liu 1, 3 , K. Liu 1 , T. Liu 1, 3 , Z. A. Liu 1, 2, 3 , X. C. Lou 1, 2, 3 , J. D. Lu 1, 3 , J. G. Lu 1, 2 , X. L. Lu 1 , Y. Lu 1 , Y. P. Lu 1, 2 , X. L. Luo 1, 2 , H. L. Ma 1 , M. M. Ma 1, 3 , Q. M. Ma 1 , R. Q. Ma 1, 3 , X. X. Ma 1, 3 , X. Y. Ma 1, 2 , Z. P. Mao 1 , X. H. Mo 1, 2, 3 , Z. Ning 1, 2 , Q. Ouyang 1, 2, 3 , A. Pathak 1 , R. G. Ping 1, 3 , S. Qian 1, 2 , Z. H. Qin 1, 2 , J. F. Qiu 1 , G. Rong 1, 3 , X. Y. Shen 1, 3 , R. S. Shi 1, 3 , X. Shi 1, 2 , W. M. Song 1, 6 , G. X. Sun 1 , H. K. Sun 1 , S. S. Sun 1, 3 , T. Sun 1, 3 , Y. Z. Sun 1 , Z. T. Sun 1 , G. Y. Tang 1 , B. Wang 1 , H. P. Wang 1, 3 , K. Wang 1, 2 , L. L. Wang 1 , Meng Wang 1, 3, 7 , Y. F. Wang 1, 2, 3 , Y. Q. Wang 1 , Z. Wang 1, 2, 3 , Z. Y. Wang 1 , S. P. Wen 1 , J. F. Wu 1, 3 , L. H. Wu 1 , L. J. Wu 1, 3 , Z. Wu 1, 2 , S. Y. Xiao 1 , Y. J. Xiao 1, 3 , Y. G. Xie 1, 2 , T. Y. Xing 1, 3 , G. F. Xu 1 , W. Xu 1, 3 , H. X. Yang 1 , Y. Yang 1, 3 , M. Ye 1, 2 , J. H. Yin 1 , B. X. Yu 1, 2, 3 , G. Yu 1, 3 , C. Z. Yuan 1, 3 , Y. Yuan 1 , B. X. Zhang 1 , H. Y. Zhang 1, 2 , J. W. Zhang 1, 2, 3 , Y. Zhang 1, 8 , J. Z. Zhang 1, 3 , Jianyu Zhang 1, 3 , Jiawei Zhang 1, 3 , L. Zhang 1 , Y. H. Zhang 1, 2 , Yao Zhang 1 , G. Zhao 1 , J. Y. Zhao 1, 3 , J. Z. Zhao 1, 2 , Ling Zhao 1 , Q. Zhao 1 , Y. B. Zhao 1, 2 , J. P. Zheng 1, 2 , L. P. Zhou 1, 3 , Q. Zhou 1, 3 , A. N. Zhu 1, 3 , K. Zhu 1 , K. J. Zhu 1, 2, 3 , Z. A. Zhu 1, 3 , B. S. Zou 1 , J. H. Zou 1 , M. N. Achasov 9 , N. Y. Muchnoi 9 , I. B. Nikolaev 9 , P. Adlarson 10 , J. Biernat 10 , W. I. Andersson 10 , T. Johansson 10 , A. Kupsc 10 , J. Pettersson 10 , K. Schoenning 10 , V. Thoren 10 , M. Wolke 10 , S. Ahmed 11 , A. Dbeyssi 11 , P. Larin 11 , F. E. Maas 11 , Ch. Rosner 11 , M. Albrecht 12 , K. Begzsuren 12 , R. B. de Boer 12 , F. Feldbauer 12 , M. Fritsch 12 , F. H. Heinsius 12 , T. Held 12 , T. Holtmann 12 , S. Jaeger 12 , I. K. Keshk 12 , B. Kopf 12 , M. Kuemmel 12 , M. Kuessner 12 , J. Q. Li 12 , M. Pelizaeus 12 , A. Pitka 12 , X. S. Qin 12 , C. Schnier 12 , U. Wiedner 12 , L. Wollenberg 12 , J. Q. Zhang 12 , R. Aliberti 13 , N. Berger 13 , A. Denig 13 , W. Gradl 13 , C. H. Heinz 13 , P. Kiese 13 , H. Leithoff 13 , M. Lellmann 13 , T. Lenz 13 , S. Maldaner 13 , C. F. Redmer 13 , Y. Schelhaas 13 , P. Weidenkaff 13 , A. Amoroso 14, 15 , F. Bianchi 14, 15 , A. Bortone 14, 15 , M. Destefanis 14, 15 , F. De Mori 14, 15 , M. Greco 14, 15 , L. Lavezzi 14, 15 , M. Maggiora 14, 15 , S. Marcello 14, 15 , S. Sosio 14, 15 , S. Spataro 14, 15 , W. Yuan 14, 15 , W. S. Cheng 15 , F. Cossio 15 , L. Fava 15, 16 , S. Lusso 15 , A. Rivetti 15 , M. Rolo 15 , Q. An 2, 5 , C. Q. Feng 2, 5 , Yang Gao 2, 5 , G. S. Huang 2, 5 , M. Irshad 2, 5 , Z. H. Lei 2, 5 , Cheng Li 2, 5 , H. Li 2, 4, 5 , P. L. Li 2, 5 , X. H. Li 2, 5 , D. Liu 2, 5 , J. B. Liu 2, 5 , L. Liu 2, 5 , S. B. Liu 2, 5 , W. M. Liu 2, 5 , H. P. Peng 2, 5 , V. Prasad 2, 5 , H. Qi 2, 5 , H. S. Sang 5 , X. Y. Shan 2, 5 , M. Shao 2, 5 , H. C. Shi 2, 5 , X. D. Shi 2, 5 , Y. J. Sun 2, 5 , Y. K. Sun 2, 5 , Y. X. Tan 2, 5 , J. X. Teng 2, 5 , W. P. Wang 2, 5 , Yue Wang 2, 5 , L. Xia 2, 5 , W. B. Yan 2, 5 , R. X. Yang 2, 5 , H. Zhang 5 , Y. T. Zhang 2, 5 , Yan Zhang 2, 5 , Lei Zhao 2, 5 , Z. G. Zhao 2, 5 , X. R. Zhou 2, 5 , Y. C. Zhu 2, 5 , Anita Lavania 17 , J. Libby 17 , K. Ravindran 17 , X. H. Bai 18 , Y. Jin 18 , Z. X. Meng 18 , Y. Bai 19 , O. Bakina 20 , I. Boyko 20 , G. Chelkov 20 , D. Dedovich 20 , I. Denysenko 20 , A. Guskov 20 , Y. Nefedov 20 , A. Sarantsev 20 , A. Zhemchugov 20 , R. B. Ferroli 21 , M. Bertani 21 , A. Calcaterra 21 , G. Felici 21 , P. Patteri 21 , I. Balossino 22 , D. Bettoni 22 , G. Cibinetto 22 , R. Farinelli 22 , I. Garzia 22, 23 , G. Mezzadri 22 , M. Scodeggio 22 , Y. Ban 24 , Yuanning Gao 24 , Z. Huang 24 , Y. J. Mao 24 , Y. X. Song 24 , D. Y. Wang 24 , M. Z. Wang 24 , X. Wang 24 , X. H. Xie 24 , X. Q. Yuan 24 , Y. Zheng 24 , J. Bloms 25 , N. Huesken 25 , A. Khoukaz 25 , M. Rump 25 , F. Weidner 25 , R. A. Briere 26 , H. Cai 27 , X. Dong 27 , K. X. Su 27 , L. Sun 27 , Y. H. Tan 27 , W. H. Wang 27 , Z. Y. Zhang 27 , X. Zhou 27 , Y. R. Hou 3 , Q. Liu 3 , X. R. Lyu 3 , R. T. Ma 3 , S. L. Olsen 3 , W.-B. Qian 3 , C. F. Qiao 3 , S. L. Yang 3 , Y. H. Zheng 3 , X. K. Zhou 3 , S. A. Cetin 28 , O. B. Kolcu 28 , A. Yuncu 28 , D. Y. Chen 29 , Y. G. Gao 29 , Feng Liu 29 , Ke Liu 29 , Y. J. Mo 29 , Y. H. Xie 29 , Z. H. Zhang 29 , S. J. Chen 30 , L. M. Gu 30 , S. Jin 30 , T. J. Min 30 , M. Qi 30 , C. W. Wang 30 , J. J. Xu 30 , Y. H. Yang 30 , Lei Zhang 30 , S. F. Zhang 30 , X. R. Chen 31 , Y. T. Liang 31 , K. H. Qi 31 , Z. Yang 31 , Y. X. Zhao 31 , Z. J. Chen 32 , X. Sun 32 , J. S. Yu 32 , Y. Zeng 32 , X. F. Cui 33 , C. Dong 33 , L. Gong 33 , X. Y. Jiang 33 , Y. B. Liu 33 , X. N. Ma 33 , S. Q. Qu 33 , P. X. Shen 33 , C. X. Yu 33 , M. G. Zhao 33 , J. Zhu 33 , W. J. Zhu 33 , Y. Ding 34 , X. S. Kang 34 , K. Y. Liu 34 , F. C. Ma 34 , S. X. Du 35 , D. M. Li 35 , W. C. Yan 35 , S. J. Zhao 35 , Ya Gao 36 , L. Q. Huang 36 , T. Yu 36 , B. Zheng 36 , C. Zhong 36 , E. M. Gersabeck 37 , J. J. Lane 37 , Y. Pan 37 , D. J. White 37 , A. Gilman 38 , H. Muramatsu 38 , R. Poling 38 , K. Goetzen 39 , M. Himmelreich 39 , R. Kliemt 39 , S. Nakhoul 39 , F. Nerling 39 , K. Peters 39 , S. Gu 40 , T. Y. Qi 40, 41 , L. Yuan 40 , Y. T. Gu 42 , H. B. Liu 42 , A. Q. Guo 43 , W. Imoehl 43 , R. E. Mitchell 43 , L. B. Guo 44 , C. L. Luo 44 , J. L. Ping 44 , W. Y. Sun 44 , Z. J. Xiao 44 , B. Zhong 44 , R. P. Guo 45 , Y. P. Guo 41 , H. J. Li 41 , M. H. Liu 41 , T. Luo 41 , X. Pan 41 , C. P. Shen 41 , X. L. Wang 41 , X. Wu 41 , H. Xiao 41 , F. Yan 41 , L. Yan 41 , Yi Zhang 41 , T. T. Han 7 , X. T. Huang 7 , H. B. Jiang 7 , J. B. Jiao 7 , J. L. Li 7 , X. L. Li 7 , Z. Q. Liu 7 , L. L. Ma 7 , F. F. Sui 7 , X. Y. Zhang 7 , X. Q. Hao 46 , Q. P. Ji 46 , F. X. Lu 46 , J. F. Sun 46 , G. Zhang 46 , F. A. Harris 47 , C. Herold 48 , J. F. Hu 49 , H. N. Li 49 , T. Hussain 50 , Q. A. Malik 50 , K. H. Rashid 50 , A. A. Zafar 50 , Z. Jiao 51 , H. J. Lu 51 , N. Kalantar-Nayestanaki 52 , R. Kappert 52 , M. Kavatsyuk 52 , J. G. Messchendorp 52 , V. Rodin 52 , L. Yang 4 , J. J. Zhang 4 , L. Koch 53 , W. Kühn 53 , J. S. Lange 53 , C. Li 54 , C. H. Li 55 , C. X. Yue 55 , J. Zhao 55 , Lei Li 56 , P. R. Li 57 , X. Liu 57 , X. F. Wang 57 , S. Y. Li 58 , H. R. Qi 58 , X. L. Zhu 58 , Z. Y. Li 59 , C. X. Lin 59 , P. W. Luo 59 , Z. Qian 59 , J. Tang 59 , Ying Wang 59 , Z. Y. You 59 , Z. Y. Yuan 59 , H. H. Zhang 59 , S. Zhang 59 , Y. F. Liang 60 , C. J. Tang 60 , F. H. Liu 61 , Huihui Liu 62 , S. Liu 63 , D. C. Shan 63 , X. P. Xu 63 , X. Yan 63 , M. X. Luo 64 , S. Malde 8 , G. Wilkinson 8 , A. Mangoni 65 , S. Pacetti 65, 66 , S. Nisar 67 , L. Q. Qin 68 , D. H. Wei 68 , Y. X. Yang 68 , W. Shan 69 , I. Uman 70 , Y. D. Wang 71 , X. D. Zhang 71 , Q. J. Xu 72 , H. J. Yang 73 , M. H. Ye 74 , J. L. Zhang 75 , S. H. Zhu 76
Affiliation  

The complicated structure of the neutron cannot be calculated using first-principles calculations due to the large colour charge of quarks and the self-interaction of gluons. Its simplest structure observables are the electromagnetic form factors1, which probe our understanding of the strong interaction. Until now, a small amount of data has been available for the determination of the neutron structure from the time-like kinematical range. Here we present measurements of the Born cross section of electron–positron annihilation reactions into a neutron and anti-neutron pair, and determine the neutron’s effective form factor. The data were recorded with the BESIII experiment at centre-of-mass energies between 2.00 and 3.08 GeV using an integrated luminosity of 647.9 pb−1. Our results improve the statistics on the neutron form factor by more than a factor of 60 over previous measurements, demonstrating that the neutron form factor data from annihilation in the time-like regime is on par with that from electron scattering experiments. The effective form factor of the neutron shows a periodic behaviour, similar to earlier observations of the proton form factor. Future works—both theoretical and experimental—will help illuminate the origin of this oscillation of the electromagnetic structure observables of the nucleon.



中文翻译:

中子电磁结构中的振荡特征

由于夸克的大色荷和胶子的自相互作用,中子的复杂结构无法用第一性原理计算。其最简单的结构观测是电磁形式因子1,它探索了我们对强相互作用的理解。到目前为止,已经有少量数据可用于从类时运动范围确定中子结构。在这里,我们展示了电子-正电子湮没反应成中子和反中子对的玻恩截面的测量结果,并确定了中子的有效形状因子。数据是通过 BESIII 实验在 2.00 和 3.08 GeV 之间的质心能量下使用 647.9 pb -1的综合光度记录的. 我们的结果将中子形状因子的统计数据比以前的测量值提高了 60 多倍,这表明在类时间状态下湮灭的中子形状因子数据与电子散射实验的数据相当。中子的有效形状因子表现出周期性行为,类似于早期对质子形状因子的观察。未来的工作——无论是理论的还是实验的——都将有助于阐明核子的可观测电磁结构振荡的起源。

更新日期:2021-11-08
down
wechat
bug