Leading neutron production in e(+)p collisions at HERA

Chekanov, S.; Krakauer, D.; Magill, S.; Musgrave, B.; Pellegrino, A.; Repond, J.; Yoshida, R.; M. C. K.,; Antonioli, P.; Bari, G.; Basile, M.; Bellagamba, L.; Boscherini, D.; Bruni, A.; Bruni, G.; Romeo, G. C.; Cifarelli, L.; Cindolo, F.; Contin, A.; Corradi, M.; Pasquale, S. D.; Giusti, P.; Iacobucci, G.; Levi, G.; Margotti, A.; Nania, R.; Palmonari, F.; Pesci, A.; Sartorelli, G.; Zichichi, A.; Aghuzumtsyan, G.; Bartsch, D.; Brock, I.; Crittenden, J.; Goers, S.; Hartmann, H.; Hilger, E.; Irrgang, P.; Jakob, H. P.; Kappes, A.; Katz, U. F.; Kerger, R.; Kind, O.; Paul, E.; Rautenberg, J.; Renner, R.; Schnurbusch, H.; Stifutkin, A.; Tandler, J.; Voss, K. C.; Weber, A.; Bailey, D. S.; Brook, N. H.; Cole, J. E.; Foster, B.; Heath, G. P.; Heath, H. F.; Robins, S.; Rodrigues, E.; Scott, J.; Tapper, R. J.; Wing, M.; Capua, M.; Mastroberardino, A.; Schioppa, M.; Susinno, G.; Kim, J. Y.; Kim, Y. K.; Lee, J. H.; Lim, I. T.; Pac, M. Y.; Caldwell, A.; Helbich, M.; Liu, X.; Mellado, B.; Paganis, S.; Schmidke, W. B.; Sciulli, F.; Chwastowski, J.; Eskreys, A.; Figiel, J.; Olkiewicz, K.; Przybycien, M. B.; Stopa, P.; Zawiejski, L.; Bednarek, B.; Grabowska Bold, I.; Jelen, K.; Kisielewska, D.; Kowal, A. M.; Kowal, M.; Kowalski, T.; Mindur, B.; Przybycien, M.; Rulikowska Zarebska, E.; Suszycki, L.; Szuba, D.; Szuba, J.; Kotanski, A.; Slominski, W.; L. A. T.,; Behrens, U.; Borras, K.; Chiochia, V.; Dannheim, D.; Derrick, M.; Drews, G.; Fourletova, J.; Fox Murphy, A.; Fricke, U.; Geiser, A.; Goebel, F.; Gottlicher, P.; Gutsche, O.; Haas, T.; Hain, W.; Hartner, G. F.; Hillert, S.; Kotz, U.; Kowalski, H.; Labes, H.; Lelas, D.; Lohr, B.; Mankel, R.; Martinez, M.; Moritz, M.; Notz, D.; Pellmann, I. A.; Petrucci, M. C.; Polini, A.; Schneekloth, U.; Selonke, F.; Surrow, B.; Wessoleck, H.; Wichmann, R.; Wolf, G.; Youngman, C.; Zeuner, W.; A. L. D.,; Meyer, A.; Schlenstedt, S.; Barbagli, G.; Gallo, E.; Genta, C.; Pelfer, P. G.; Bamberger, A.; Benen, A.; Coppola, N.; Markun, P.; Raach, H.; Wolfle, S.; Bell, M.; Bussey, P. J.; Doyle, A. T.; Glasman, C.; Hanlon, S.; Lee, S. W.; Lupi, A.; Mccance, G. J.; Saxon, D. H.; Skillicorn, I. O.; Gialas, I.; Bodmann, B.; Carli, T.; Holm, U.; Klimek, K.; Krumnack, N.; Lohrmann, E.; Milite, M.; Salehi, H.; Stonjek, S.; Wick, K.; Ziegler, A.; Ziegler, A.; Collins Tooth, C.; Foudas, C.; Goncalo, R.; Long, K. R.; Metlica, F.; Miller, D. B.; Tapper, A. D.; Walker, R.; Cloth, P.; Filges, D.; Kuze, M.; Nagano, K.; Tokushuku, K.; Yamada, S.; Yamazaki, Y.; Barakbaev, A. N.; Boos, E. G.; Pokrovskiy, N. S.; Zhautykov, B. O.; Lim, H.; Son, D.; Barreiro, F.; Gonzalez, O.; Labarga, L.; Peso, J. d.; Redondo, I.; Terron, J.; Vazquez, M.; Barbi, M.; Bertolin, A.; Corriveau, F.; Ochs, A.; Padhi, S.; Stairs, D. G.; St Laurent, M.; Tsurugai, T.; Antonov, A.; Bashkirov, V.; Danilov, P.; Dolgoshein, B. A.; Gladkov, D.; Sosnovtsev, V.; Suchkov, S.; Dementiev, R. K.; Ermolov, P. F.; Golubkov, Y. A.; Katkov, I. I.; Khein, L. A.; Korzhavina, I. A.; Kuzmin, V. A.; Levchenko, B. B.; Lukina, O. Y.; Proskuryakov, A. S.; Shcheglova, L. M.; Vlasov, N. N.; Zotkin, S. A.; Bokel, C.; Engelen, J.; Grijpink, S.; Koffeman, E.; Kooijman, P.; Maddox, E.; Schagen, S.; Tassi, E.; Tiecke, H.; Tuning, N.; Velthuis, J. J.; Wiggers, L.; Wolf, E. d.; Brummer, N.; Bylsma, B.; Durkin, L. S.; Gilmore, J.; Ginsburg, C. M.; Kim, C. L.; Ling, T. Y.; Boogert, S.; Cooper Sarkar, A. M.; R. C. E.,; Ferrando, J.; Grzelak, G.; Matsushita, T.; Rigby, M.; Ruske, O.; Sutton, M. R.; Walczak, R.; Brugnera, R.; Carlin, R.; Corso, F. D.; Dusini, S.; Garfagnini, A.; Limentani, S.; Longhin, A.; Parenti, A.; Posocco, M.; Stanco, L.; Turcato, M.; Adamczyk, L.; Heaphy, E. A.; B. Y., Oh; P. R. B.,; Whitmore, J. J.; Iga, Y.; D'Agostini, G.; Marini, G.; Nigro, A.; Cormack, C.; Hart, J. C.; Mccubbin, N. A.; Heusch, C.; Park, I. H.; Pavel, N.; Abramowicz, H.; Dagan, S.; Gabareen, A.; Kananov, S.; Kreisel, A.; Levy, A.; Abe, T.; Fusayasu, T.; Kohno, T.; Umemori, K.; Yamashita, T.; Hamatsu, R.; Hirose, T.; Inuzuka, M.; Kitamura, S.; Matsuzawa, K.; Nishimura, T.; Arneodo, M.; Cartiglia, N.; Cirio, Roberto; Costa, Marco; Ferrero, M. I.; Maselli, S.; Monaco, Vincenzo; Peroni, Cristiana; Ruspa, M.; Sacchi, Roberto; Solano, Ada Maria; Staiano, A.; Fagerstroem, C. P.; Galea, R.; Koop, T.; Martin, J. F.; Mirea, A.; Sabetfakhri, A.; Butterworth, J. M.; Gwenlan, C.; Hall Wilton, R.; Jones, T. W.; Lane, J. B.; Lightwood, M. S.; Loizides, J. H.; West, B. J.; Ciborowski, J.; Ciesielski, R.; Nowak, R. J.; Pawlak, J. M.; Smalska, B.; Sztuk, J.; Tymieniecka, T.; Ukleja, A.; Ukleja, J.; Zakrzewski, J. A.; Zarnecki, A. F.; Adamus, M.; Plucinski, P.; Eisenberg, Y.; Gladilin, L. K.; Hochman, D.; Karshon, U.; Kcira, D.; Lammers, S.; Li, L.; Reeder, D. D.; Savin, A. A.; Smith, W. H.; Deshpande, A.; Dhawan, S.; Hughes, V. W.; Straub, P. B.; Bhadra, S.; Catterall, C. D.; Fourletov, S.; Khakzad, M.; Menary, S.; Soares, M.; Standage, J.

doi:10.1016/S0550-3213(02)00439-X

The production of neutrons carrying at least 20% of the proton beam energy (x(L) > 0.2) in e(+) p collisions has been studied with the ZEUS detector at HERA for a wide range of Q(2), the photon virtuality, from photoproduction to deep inelastic scattering. The neutron-tagged cross section, ep --> e(1) Xn, is measured relative to the inclusive cross section, ep --> e(1)X, thereby reducing the systematic uncertainties. For x(L) > 0.3, the rate of neutrons in photoproduction is about half of that measured in hadroproduction, which constitutes a clear breaking of factorisation. There is about a 20% rise in the neutron rate between photoproduction and deep inelastic scattering, which may be attributed to absorptive rescattering in the gammap system. For 0.64. < x(L) < 0.82, the rate of neutrons is almost independent of the Bjorken scaling variable x and Q(2). However, at lower and higher x(L) values, there is a clear but weak dependence on these variables, thus demonstrating the breaking of limiting fragmentation. The neutron-tagged structure function, F(2)(LN(3)) (x, Q(2), x(L)), rises at low values of x in a way similar to that of the inclusive F(2)(x, Q(2)) of the proton. The total gammapi cross section and the structure function of the pion, F(2)(pi) (x(pi), Q(2)) where x(pi) = x/(1 - x(L)), have been determined using a one-pion-exchange model, up to uncertainties in the normalisation due to the poorly understood pion flux. At fixed Q(2), F(2)(pi) has approximately the same x dependence as F(2) of the proton. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.