Preprint GSI-2022-00036

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New Features in the Electromagnetic Structure of the Neutron

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2021

Report No.: arXiv:2103.12486

Abstract: Here we present new results for the Born cross section and the effective form factor of the neutron at the center-of-mass energies ${\bf \sqrt{s}}$ between 2.0 and 3.08 GeV, using 18 data sets corresponding to an integrated luminosity of 647.9 pb${\bf ^{-1}}$ from e${\bf ^+}$e${\bf ^-}$ annihilation reactions collected at the BESIII experiment. The process $e^{+}e^{-}\to n\bar{n}$ is analyzed with three individual categories to improve the efficiency of $n\bar{n}$ reconstruction. The cross section of $e^{+}e^{-}\to n\bar{n}$ is measured at 18 c.m. energies where the best precision is 8.1\% at $\sqrt{s}=2.396$ GeV. The corresponding effective form factors are extracted under the assumption $|G_{E}|=|G_{M}|$. Our results improve the statistical precision on the neutron form factor by more than a factor of 60 over previous measurements from the FENICE and DM2 experiments and usher in a new era where neutron form factor data from annihilation in the time-like regime is on par with that from electron scattering experiments. In addition, an oscillatory behavior of the effective form factor observed for the proton is discussed for the neutron.


Note: 21 pages, 11 figures, 6 tables

Contributing Institute(s):
  1. Hadronenspektroskopie (HSP)
  2. Hadronenstruktur (HST)
  3. HIM / EMP (MEP)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
Experiment(s):
  1. Beijing Spectrometer(BESIII) Experiment ( - ; other)

Appears in the scientific report 2021
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HI Mainz


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Oscillating features in the electromagnetic structure of the neutron
Nature physics 17(11), 1200 - 1204 () [10.1038/s41567-021-01345-6] OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS


 Record created 2022-01-11, last modified 2024-09-01