1. Measurement of the ${e}^{+}{e}^{{-}}{\rightarrow}{{\pi}}^{+}{{\pi}}^{{-}}{{\pi}}^{0}{{\pi}}^{0}$ cross section using initial-state radiation at BABAR
- Author
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Lees, J.P., Poireau, V., Tisserand, V., Grauges, E., Palano, A., Eigen, G., Brown, David Nathan, Kolomensky, Yu.G., Fritsch, M., Koch, H., Schroeder, T., Hearty, C., Mattison, T.S., McKenna, J.A., So, R.Y., Blinov, V.E., Buzykaev, A.R., Druzhinin, V.P., Golubev, V.B., Kravchenko, E.A., Onuchin, A.P., Serednyakov, S.I., Skovpen, Yu.I., Solodov, E.P., Todyshev, K.Yu., Lankford, A.J., Gary, J.W., Long, O., Eisner, A.M., Lockman, W.S., Panduro Vazquez, W., Chao, D.S., Cheng, C.H., Echenard, B., Flood, K.T., Hitlin, D.G., Kim, J., Miyashita, T.S., Ongmongkolkul, P., Porter, F.C., Röhrken, M., Huard, Z., Meadows, B.T., Pushpawela, B.G., Sokoloff, M.D., Sun, L., Smith, J.G., Wagner, S.R., Bernard, D., Verderi, M., Bettoni, D., Bozzi, C., Calabrese, R., Cibinetto, G., Fioravanti, E., Garzia, I., Luppi, E., Santoro, V., Calcaterra, A., De Sangro, R., Finocchiaro, G., Martellotti, S., Patteri, P., Peruzzi, I.M., Piccolo, M., Rotondo, M., Zallo, A., Passaggio, S., Patrignani, C., Lacker, H.M., Bhuyan, B., Mallik, U., Chen, C., Cochran, J., Prell, S., Ahmed, H., Gritsan, A.V., Arnaud, N., Davier, M., Le Diberder, F., Lutz, A.M., Wormser, G., Lange, D.J., Wright, D.M., Coleman, J.P., Hutchcroft, D.E., Payne, D.J., Touramanis, C., Bevan, A.J., Di Lodovico, F., Sacco, R., Cowan, G., Banerjee, Sw., Brown, David Norvil, Davis, C.L., Denig, A.G., Gradl, W., Griessinger, K., Hafner, A., Schubert, K.R., Barlow, R.J., Lafferty, G.D., Cenci, R., Jawahery, A., Roberts, D.A., Cowan, R., Robertson, S.H., Dey, B., Neri, N., Palombo, F., Cheaib, R., Cremaldi, L., Godang, R., Summers, D.J., Taras, P., De Nardo, G., Sciacca, C., Raven, G., Jessop, C.P., LoSecco, J.M., Honscheid, K., Kass, R., Gaz, A., Margoni, M., Posocco, M., Simi, G., Simonetto, F., Stroili, R., Akar, S., Ben-Haim, E., Bomben, M., Bonneaud, G.R., Calderini, G., Chauveau, J., Marchiori, G., Ocariz, J., Biasini, M., Manoni, E., Rossi, A., Batignani, G., Bettarini, S., Carpinelli, M., Casarosa, G., Chrzaszcz, M., Forti, F., Giorgi, M.A., Lusiani, A., Oberhof, B., Paoloni, E., Rama, M., Rizzo, G., Walsh, J.J., Smith, A.J.S., Anulli, F., Faccini, R., Ferrarotto, F., Ferroni, F., Pilloni, A., Bünger, C., Dittrich, S., Grünberg, O., Heß, M., Leddig, T., Voß, C., Waldi, R., Adye, T., Wilson, F.F., Emery, S., Vasseur, G., Aston, D., Cartaro, C., Convery, M.R., Dorfan, J., Dunwoodie, W., Ebert, M., Field, R.C., Fulsom, B.G., Graham, M.T., Hast, C., Innes, W.R., Kim, P., Leith, D.W.G.S., Luitz, S., MacFarlane, D.B., Muller, D.R., Neal, H., Ratcliff, B.N., Roodman, A., Sullivan, M.K., Va'Vra, J., Wisniewski, W.J., Purohit, M.V., Wilson, J.R., Randle-Conde, A., Sekula, S.J., Bellis, M., Burchat, P.R., Puccio, E.M.T., Alam, M.S., Ernst, J.A., Gorodeisky, R., Guttman, N., Peimer, D.R., Soffer, A., Spanier, S.M., Ritchie, J.L., Schwitters, R.F., Izen, J.M., Lou, X.C., Bianchi, F., De Mori, F., Filippi, A., Gamba, D., Lanceri, L., Vitale, L., Martinez-Vidal, F., Oyanguren, A., Albert, J., Beaulieu, A., Bernlochner, F.U., King, G.J., Kowalewski, R., Lueck, T., Nugent, I.M., Roney, J.M., Sobie, R.J., Tasneem, N., Gershon, T.J., Harrison, P.F., Latham, T.E., Prepost, R., Wu, S.L., Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, BaBar, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules ( LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules ), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Leprince-Ringuet ( LLR ), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -École polytechnique ( X ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire ( LAL ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies ( LPNHE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département de Physique des Particules (ex SPP) ( DPP ), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
- Subjects
fundamental constant: fine structure ,+pi%2B+pi-+2pi0+photon%22">electron positron --> pi+ pi- 2pi0 photon ,pi: multiple production ,higher-order: 0 ,vacuum polarization: hadronic ,electron positron: colliding beams ,electron positron: annihilation ,10.58 GeV-cms ,SLAC PEP Stor ,High Energy Physics - Experiment ,muon: magnetic moment: calculated ,+omega%28783%29+pi0%22">electron positron --> omega(783) pi0 ,[ PHYS.HEXP ] Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] ,photon: emission ,BaBar ,[PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] ,radiation: initial-state interaction ,High Energy Physics::Experiment ,narrow resonance ,channel cross section: measured ,experimental results - Abstract
The process $e^+e^- \to \pi^+\pi^-2\pi^0\gamma$ is investigated by means of the initial-state radiation technique, where a photon is emitted from the incoming electron or positron. Using $454.3 \rm{fb}^{-1}$ of data collected around a center-of-mass energy of $\sqrt{s} = 10.58 \rm{GeV}$ by the BaBar experiment at SLAC, approximately 150000 signal events are obtained. The corresponding non-radiative cross section is measured with a relative uncertainty of $3.6\%$ in the energy region around $1.5 \rm{GeV}$, surpassing all existing measurements in precision. Using this new result, the channel's contribution to the leading order hadronic vacuum polarization contribution to the anomalous magnetic moment of the muon is calculated as $(g_\mu^{\pi^+\pi^-2\pi^0}-2)/2 = (17.9 \pm 0.1_\mathrm{stat} \pm 0.6_\mathrm{syst}) \times 10^{-10}$ in the energy range $0.85\rm{GeV} < E_\mathrm{CM} < 1.8\rm{GeV}$. In the same energy range, the impact on the running of the fine structure constant at the $Z^0$-pole is determined as $\Delta\alpha^{\pi^+\pi^-2\pi^0}(M^2_\mathrm{Z}) = (4.44 \pm 0.02_\mathrm{stat} \pm 0.14_\mathrm{syst}) \times 10^{-4}$. Furthermore, intermediate resonances are studied and especially the cross section of the process $e^+e^- \to \omega\pi^0 \to \pi^+\pi^-2\pi^0$ is measured., Comment: Version accepted by PRD. 19 pages, 21 figures
- Published
- 2017