Observation of a $J^{PC} = 1^{-+}$ exotic resonance in diffractive dissociation of 190 GeV/c $\pi^{-}$ into $\pi^- \pi^- \pi^+$

Alekseev, M.; Michigami, T.; Finger, M., jr.; Hermann, R.; Wollny, H.; Kunne, F.; Pontecorvo, G.; Teufel, A.; Koblitz, S.; Kang, D.; Gobbo, B.; Pawlukiewicz-Kaminska, B.; Crespo, M.L.; Pretz, J.; Matsuda, T.; Hoppner, Ch.; Das, S.; Martin, A.; Samoylenko, V.D.; Sapozhnikov, M.G.; Uman, I.; Gautheron, F.; Smirnov, G.I.; Meyer, W.; Tessarotto, F.; Marchand, C.; Kolosov, V.N.; Dhara, L.; Zhao, J.; Jasinski, P.; Silva, L.; Schmitt, L.; Hinterberger, F.; Kabuss, E.; Parsamyan, B.; Zhuravlev, N.; Dinkelbach, A.M.; Robinet, F.; Piragino, G.; Burtin, E.; Kisselev, Yu.; Padee, A.; Nikolaenko, V.I.; Franco, C.; Srnka, A.; Platchkov, S.; Rondio, E.; Bernhard, J.; Shevchenko, O.Yu.; Chung, S.U.; Peshekhonov, D.V.; Ramos, S.; Zvyagin, A.; Lehmann, A.; Klein, F.; Ivanshin, Yu.; Baum, G.; Olshevsky, A.G.; Sinha, L.; Guskov, A.; Ryabchikov, D.I.; Nassalski, J.; Chapiro, A.; Konopka, R.; Virius, M.; Savin, Igor A.; Alexeev, G.D.; Dafni, T.; Sosio, S.; Maggiora, A.; Kurek, K.; Sandacz, A.; Siebert, H.-W.; Ostrick, M.; Bradamante, F.; Brona, G.; Kowalik, K.; Lauser, L.; Grajek, O.A.; Barth, J.; Bedfer, Y.; Santos, H.; Lednev, A.A.; Ferrero, A.; Denisov, O.Yu.; Mallot, G.K.; Eyrich, W.; Konorov, I.; Sarkar, S.; Marzec, J.; Rocco, E.; Schiavon, P.; Donskov, S.V.; Garfagnini, R.; Sbrizza, G.; Bisplinghoff, J.; Magnon, A.; Venugopal, G.; Gavrichtchouk, O.P.; Grabmuller, S.; Kondo, K.; Grube, B.; Ivanov, O.; Dasgupta, S.S.; Kotzinian, A.M.; Panzieri, D.; Bravar, A.; Lichtenstadt, J.; Zavertyaev, M.; Neyret, D.; Khaustov, G.V.; Goertz, S.; Kral, A.; Bertini, R.; Vlassov, N.V.; Bussa, M.P.; Ziembicki, M.; Khokhlov, Yu.A.; Levorato, S.; Austregisilio, A.; Kuhn, R.; Sulej, R.; Grasso, A.; Windmolders, R.; Reggiani, D.; Colantoni, M.; Pesaro, G.; Duic, V.; Nagaytsev, A.; Gerassimov, S.; Dunnweber, W.; Birsa, R.; Alexandrov, Yu.; Stolarski, M.; Jegou, G.; Quintans, C.; Efremov, A.; Eversheim, P.D.; Klimaszewski, K.; Maggiora, M.; Le Goff, J.M.; Schopferer, S.; Ball, J.; Hess, C.; Jahn, R.; Ilgner, C.; Faessler, M.; von Harrach, D.; Amoroso, A.; Finger, M.; Wislicki, W.; Herrmann, F.; Sissakian, A.N.; Sozzi, F.; Sulc, M.; Panknin, R.; Badelek, B.; Mikhailov, Yu.V.; Alexakhin, V.Yu.; Horikawa, N.; Kramer, M.; Polak, J.; Doshita, N.; Heinsius, F.H.; Fischer, H.; Ishimoto, S.; Richter, A.; Mutter, A.; Paul, S.; Takekawa, S.; Schroder, W.; Zaremba, K.; Dalla Torre, S.; Korzenev, A.; Perevalova, E.; Neubert, S.; Kroumchtein, Z.V.; Haas, F.; Zemlyanichkina, E.; Negrini, S.; Rajotte, J.-F.; Vossen, A.; Rapatsky, V.; Iwata, T.; Ketzer, B.; Koivuniemi, J.H.; Tessaro, S.; Marroncle, J.; Gushterski, R.; Reicherz, G.; Weitzel, Q.; Nerling, F.; Konstantinov, V.F.; Geyer, R.; Schill, C.; Komissarov, E.V.; Diaz, V.; Nagel, T.; Schlüter, Tobias; Cicuttin, A.; Friedrich, J.M.; Tkatchev, L.G.; Giorgi, M.; Heckmann, J.; Pochodzalla, J.; Bettinelli, M.; Balestra, F.; d'Hose, N.; Massmann, F.; Polyakov, V.A.; Moinester, M.A.; Joosten, R.; Mann, A.; Kouznetsov, O.; Slunecka, M.; Bressan, A.; Bordalo, P.; Hasegawa, T.; Gazda, R.; Liska, T.; Chiosso, M.; Konigsmann, Kay

doi:10.1103/PhysRevLett.104.241803

Article
Report number	arXiv:0910.5842 ; CERN-PH-EP-2009-018 ; CERN-PH-EP-2009-018
Title	Observation of a $J^{PC} = 1^{-+}$ exotic resonance in diffractive dissociation of 190 GeV/c $\pi^{-}$ into $\pi^- \pi^- \pi^+$
Author(s)	Alekseev, M. (Piemonte Orientale U., Alessandria ; INFN, Turin) ; Alexakhin, V.Yu. (Dubna, JINR) ; Alexandrov, Yu. (Lebedev Inst.) ; Alexeev, G.D. (Dubna, JINR) ; Amoroso, A. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Austregisilio, A. (CERN ; Munich, Tech. U.) ; Badelek, B. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Balestra, F. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Ball, J. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Barth, J. (Bonn U.) ; Baum, G. (Bielefeld U.) ; Bedfer, Y. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Bernhard, J. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Bertini, R. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Bettinelli, M. (Munich U.) ; Birsa, R. (INFN, Trieste) ; Bisplinghoff, J. (Bonn U., HISKP) ; Bordalo, P. (LIP, Lisbon) ; Bradamante, F. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Bravar, A. (INFN, Trieste) ; Bressan, A. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Brona, G. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Burtin, E. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Bussa, M.P. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Chapiro, A. (ICTP, Trieste ; INFN, Turin) ; Chiosso, M. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Chung, S.U. (Munich, Tech. U.) ; Cicuttin, A. (INFN, Trieste ; ICTP, Trieste ; INFN, Turin) ; Colantoni, M. (INFN, Turin) ; Crespo, M.L. (INFN, Trieste ; ICTP, Trieste ; INFN, Turin) ; Dalla Torre, S. (INFN, Trieste) ; Dafni, T. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Das, S. (Matrivani Inst., Calcutta) ; Dasgupta, S.S. (Burdwan U.) ; Denisov, O.Yu. (INFN, Turin) ; Dhara, L. (Matrivani Inst., Calcutta) ; Diaz, V. (INFN, Trieste ; ICTP, Trieste ; INFN, Turin) ; Dinkelbach, A.M. (Munich, Tech. U.) ; Donskov, S.V. (Serpukhov, IHEP) ; Doshita, N. (Ruhr U., Bochum ; Yamagata U.) ; Duic, V. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Dunnweber, W. (Munich U.) ; Efremov, A. (Dubna, JINR) ; Eversheim, P.D. (Bonn U., HISKP) ; Eyrich, W. (Erlangen - Nuremberg U.) ; Faessler, M. (Munich U.) ; Ferrero, A. (Turin U. ; INFN, Turin ; CERN) ; Finger, M. (Charles U.) ; Finger, M., jr. (Dubna, JINR) ; Fischer, H. (Freiburg U.) ; Franco, C. (LIP, Lisbon) ; Friedrich, J.M. (Munich, Tech. U.) ; Garfagnini, R. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Gautheron, F. (Bielefeld U.) ; Gavrichtchouk, O.P. (Dubna, JINR) ; Gazda, R. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Gerassimov, S. (Lebedev Inst. ; Munich, Tech. U.) ; Geyer, R. (Munich U.) ; Giorgi, M. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Gobbo, B. (INFN, Trieste) ; Goertz, S. (Ruhr U., Bochum ; Bonn U.) ; Grabmuller, S. (Munich, Tech. U.) ; Grajek, O.A. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Grasso, A. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Grube, B. (Munich, Tech. U.) ; Gushterski, R. (Dubna, JINR) ; Guskov, A. (Dubna, JINR) ; Haas, F. (Munich, Tech. U.) ; von Harrach, D. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Hasegawa, T. (Miyazaki U.) ; Heckmann, J. (Ruhr U., Bochum) ; Heinsius, F.H. (Freiburg U.) ; Hermann, R. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Herrmann, F. (Freiburg U.) ; Hess, C. (Ruhr U., Bochum) ; Hinterberger, F. (Bonn U., HISKP) ; Horikawa, N. (Nagoya U.) ; Hoppner, Ch. (Munich, Tech. U.) ; d'Hose, N. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Ilgner, C. (CERN ; Munich U.) ; Ishimoto, S. (Nagoya U.) ; Ivanov, O. (Dubna, JINR) ; Ivanshin, Yu. (Dubna, JINR) ; Iwata, T. (Yamagata U.) ; Jahn, R. (Bonn U., HISKP) ; Jasinski, P. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Jegou, G. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Joosten, R. (Bonn U., HISKP) ; Kabuss, E. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Kang, D. (Freiburg U.) ; Ketzer, B. (Munich, Tech. U.) ; Khaustov, G.V. (Serpukhov, IHEP) ; Khokhlov, Yu.A. (Serpukhov, IHEP) ; Kisselev, Yu. (Bielefeld U. ; Ruhr U., Bochum) ; Klein, F. (Bonn U.) ; Klimaszewski, K. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Koblitz, S. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Koivuniemi, J.H. (Ruhr U., Bochum) ; Kolosov, V.N. (Serpukhov, IHEP) ; Komissarov, E.V. (Dubna, JINR) ; Kondo, K. (Ruhr U., Bochum ; Yamagata U.) ; Konigsmann, Kay (Freiburg U.) ; Konopka, R. (Munich, Tech. U.) ; Konorov, I. (Lebedev Inst. ; Munich, Tech. U.) ; Konstantinov, V.F. (Serpukhov, IHEP) ; Korzenev, A. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Kotzinian, A.M. (Dubna, JINR) ; Kouznetsov, O. (Dubna, JINR ; IRFU, SPhN, Saclay) ; Kowalik, K. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies ; IRFU, SPhN, Saclay) ; Kramer, M. (Munich, Tech. U.) ; Kral, A. (Prague, Tech. U.) ; Kroumchtein, Z.V. (Dubna, JINR) ; Kuhn, R. (Munich, Tech. U.) ; Kunne, F. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Kurek, K. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Lauser, L. (Freiburg U.) ; Le Goff, J.M. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Lednev, A.A. (Serpukhov, IHEP) ; Lehmann, A. (Erlangen - Nuremberg U.) ; Levorato, S. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Lichtenstadt, J. (Tel Aviv U.) ; Liska, T. (Prague, Tech. U.) ; Maggiora, A. (INFN, Turin) ; Maggiora, M. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Magnon, A. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Mallot, G.K. (CERN) ; Mann, A. (Munich, Tech. U.) ; Marchand, C. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Marroncle, J. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Martin, A. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Marzec, J. (Warsaw U. of Tech.) ; Massmann, F. (Bonn U., HISKP) ; Matsuda, T. (Miyazaki U.) ; Meyer, W. (Ruhr U., Bochum) ; Michigami, T. (Yamagata U.) ; Mikhailov, Yu.V. (Serpukhov, IHEP) ; Moinester, M.A. (Tel Aviv U.) ; Mutter, A. (Freiburg U. ; Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Nagaytsev, A. (Dubna, JINR) ; Nagel, T. (Munich, Tech. U.) ; Nassalski, J. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Negrini, S. (Bonn U., HISKP) ; Nerling, F. (Freiburg U.) ; Neubert, S. (Munich, Tech. U.) ; Neyret, D. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Nikolaenko, V.I. (Serpukhov, IHEP) ; Olshevsky, A.G. (Dubna, JINR) ; Ostrick, M. (Bonn U. ; Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Padee, A. (Warsaw U. of Tech.) ; Panknin, R. (Bonn U.) ; Panzieri, D. (Piemonte Orientale U., Alessandria ; INFN, Turin) ; Parsamyan, B. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Paul, S. (Munich, Tech. U.) ; Pawlukiewicz-Kaminska, B. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Perevalova, E. (Dubna, JINR) ; Pesaro, G. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Peshekhonov, D.V. (Dubna, JINR) ; Piragino, G. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Platchkov, S. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Pochodzalla, J. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Polak, J. (Liberec Tech. U. ; INFN, Trieste) ; Polyakov, V.A. (Serpukhov, IHEP) ; Pontecorvo, G. (Dubna, JINR) ; Pretz, J. (Bonn U.) ; Quintans, C. (LIP, Lisbon) ; Rajotte, J.-F. (Munich U.) ; Ramos, S. (LIP, Lisbon) ; Rapatsky, V. (Dubna, JINR) ; Reicherz, G. (Ruhr U., Bochum) ; Reggiani, D. (CERN) ; Richter, A. (Erlangen - Nuremberg U.) ; Robinet, F. (IRFU, SPhN, Saclay) ; Rocco, E. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Rondio, E. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Ryabchikov, D.I. (Serpukhov, IHEP) ; Samoylenko, V.D. (Serpukhov, IHEP) ; Sandacz, A. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Santos, H. (LIP, Lisbon) ; Sapozhnikov, M.G. (Dubna, JINR) ; Sarkar, S. (Matrivani Inst., Calcutta) ; Savin, Igor A. (Dubna, JINR) ; Sbrizza, G. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Schiavon, P. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Schill, C. (Freiburg U.) ; Schlüter, Tobias (Munich U.) ; Schmitt, L. (Munich, Tech. U.) ; Schopferer, S. (Freiburg U.) ; Schroder, W. (Erlangen - Nuremberg U.) ; Shevchenko, O.Yu. (Dubna, JINR) ; Siebert, H.-W. (Mainz U., Inst. Kernphys.) ; Silva, L. (LIP, Lisbon) ; Sinha, L. (Matrivani Inst., Calcutta) ; Sissakian, A.N. (Dubna, JINR) ; Slunecka, M. (Dubna, JINR) ; Smirnov, G.I. (Dubna, JINR) ; Sosio, S. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Sozzi, F. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Srnka, A. (Inst. Sci. Instruments, Brno) ; Stolarski, M. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies ; CERN) ; Sulc, M. (Liberec Tech. U.) ; Sulej, R. (Warsaw U. of Tech.) ; Takekawa, S. (Trieste U. ; INFN, Trieste) ; Tessaro, S. (INFN, Trieste) ; Tessarotto, F. (INFN, Trieste) ; Teufel, A. (Erlangen - Nuremberg U.) ; Tkatchev, L.G. (Dubna, JINR) ; Uman, I. (Munich U.) ; Venugopal, G. (Bonn U., HISKP) ; Virius, M. (Prague, Tech. U.) ; Vlassov, N.V. (Dubna, JINR) ; Vossen, A. (Freiburg U.) ; Weitzel, Q. (Munich, Tech. U.) ; Windmolders, R. (Bonn U.) ; Wislicki, W. (Warsaw, Inst. Nucl. Studies) ; Wollny, H. (Freiburg U.) ; Zaremba, K. (Warsaw U. of Tech.) ; Zavertyaev, M. (Lebedev Inst.) ; Zemlyanichkina, E. (Dubna, JINR) ; Ziembicki, M. (Warsaw U. of Tech.) ; Zhao, J. (Mainz U., Inst. Kernphys. ; INFN, Trieste) ; Zhuravlev, N. (Dubna, JINR) ; Zvyagin, A. (Munich U.) COMPASS collaboration Εμφάνιση και των 222 συγγραφέων
Publication	2010
Imprint	02 Nov 2009
Number of pages	10
Note	Comments: 7 page, 3 figures 7 page, 3 figures; version 2 gives some more details, data unchanged; version 3 updated authors, text shortened, data unchanged
In:	Phys. Rev. Lett. 104 (2010) 241803
DOI	10.1103/PhysRevLett.104.241803
Subject category	Particle Physics - Experiment
Accelerator/Facility, Experiment	CERN SPS ; COMPASS NA58
Abstract	The COMPASS experiment at the CERN SPS has studied the diffractive dissociation of negative pions into the pi- pi- pi+ final state using a 190 GeV/c pion beam hitting a lead target. A partial wave analysis has been performed on a sample of 420000 events taken at values of the squared 4-momentum transfer t' between 0.1 and 1 GeV^2/c^2. The well-known resonances a1(1260), a2(1320), and pi2(1670) are clearly observed. In addition, the data show a significant natural parity exchange production of a resonance with spin-exotic quantum numbers J^PC = 1-+ at 1.66 GeV/c^2 decaying to rho pi. The resonant nature of this wave is evident from the mass-dependent phase differences to the J^PC = 2-+ and 1++ waves. From a mass-dependent fit a resonance mass of 1660 +- 10+0-64 MeV/c^2 and a width of 269+-21+42-64 MeV/c^2 is deduced.
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