Study of photon dissociation in diffractive photoproduction at HERA

Breitweg, J.; Derrick, M.; Krakauer, D.; Magill, S.; Mikunas, D.; Musgrave, B.; Repond, J.; Stanek, R.; Talaga, R. L.; Yoshida, R.; Zhang, H.; M. C. K.,; Anselmo, F.; Antonioli, P.; Bari, G.; Basile, M.; Bellagamba, L.; Boscherini, D.; Bruni, A.; Bruni, G.; Romeo, G. C.; Castellini, G.; Cifarelli, L.; Cindolo, F.; Contin, A.; Corradi, M.; Depasquale, S.; Gialas, I.; Giusti, P.; Iacobucci, G.; Laurenti, G.; Levi, G.; Margotti, A.; Massam, T.; Nania, R.; Palmonari, F.; Pesci, A.; Polini, A.; Sartorelli, G.; Garcia, Y. Z.; Zichichi, A.; Amelung, C.; Bornheim, A.; Brock, I.; Coboken, K.; Crittenden, J.; Deffner, R.; Eckert, M.; Feld, L.; Grothe, M.; Hartmann, H.; Heinloth, K.; Heinz, L.; Hilger, E.; Jakob, H. P.; Katz, U. F.; Paul, E.; Pfeiffer, M.; Rembser, C.; Stamm, J.; Wedemeyer, R.; Bailey, D. S.; Campbellrobson, S.; Cottingham, W. N.; Foster, B.; Hallwilton, R.; Hayes, M. E.; Heath, G. P.; Heath, H. F.; Piccioni, D.; Roff, D. G.; Tapper, R. J.; Arneodo, M.; Ayad, R.; Capua, M.; Garfagnini, A.; Iannotti, L.; Schioppa, M.; Susinno, G.; Kim, J. Y.; Lee, J. H.; Lim, I. T.; Pac, M. Y.; Caldwell, A.; Cartiglia, N.; Jing, Z.; Liu, W.; Parsons, J. A.; Ritz, S.; Sampson, S.; Sciulli, F.; Straub, P. B.; Zhu, Q.; Borzemski, P.; Chwastowski, J.; Eskreys, A.; Jakubowski, Z.; Przybycien, M. B.; Zachara, M.; Zawiejski, L.; Adamczyk, L.; Bednarek, B.; Jelen, K.; Kisielewska, D.; Kowalski, T.; Przybycien, M.; Rulikowskazarebska, E.; Suszycki, L.; Zajac, J.; Dulinski, Z.; Kotanski, A.; Abbiendi, G.; L. A. T.,; Behrens, U.; Beier, H.; Bienlein, J. K.; Cases, G.; Deppe, O.; Desler, K.; Drews, G.; Fricke, U.; Gilkinson, D. J.; Glasman, C.; Gottlicher, P.; Grosseknetter, J.; Haas, T.; Hain, W.; Hasell, D.; Hessling, H.; Johnson, K. F.; Kasemann, M.; Koch, W.; Kotz, U.; Kowalski, H.; Labs, J.; Lindemann, L.; Lohr, B.; Lowe, M.; Mainusch, J.; Manczak, O.; Milewski, J.; Monteiro, T.; J. S. T.,; Notz, D.; Ohrenberg, K.; Park, I. H.; Pellegrino, A.; Pelucchi, F.; Piotrzkowski, K.; Roco, M.; Rohde, M.; Roldan, J.; Ryan, J. J.; Savin, A. A.; Schneekloth, U.; Schulz, W.; Selonke, F.; Surrow, B.; Tassi, E.; Voss, T.; Westphal, D.; Wolf, G.; Wollmer, U.; Youngman, C.; Zarnecki, A. F.; Zeuner, W.; Burow, B. D.; Grabosch, H. J.; Meyer, A.; Schlenstedt, S.; Barbagli, G.; Gallo, E.; Pelfer, P.; Maccarrone, G.; Votano, L.; Bamberger, A.; Eisenhardt, S.; Markun, P.; Trefzger, T.; Wolfle, S.; Bromley, J. T.; Brook, N. H.; Bussey, P. J.; Doyle, A. T.; Saxon, D. H.; Sinclair, L. E.; Strickland, E.; Utley, M. L.; Waugh, R.; Wilson, A. S.; Bohnet, I.; Gendner, N.; Holm, U.; Meyerlarsen, A.; Salehi, H.; Wick, K.; Gladilin, L. K.; Klanner, R.; Lohrmann, E.; Poelz, G.; Schott, W.; Zetsche, F.; Bacon, T. C.; Butterworth, I.; Cole, J. E.; Harris, V. L.; Howell, G.; B. H. Y.,; Lamberti, L.; Long, K. R.; Miller, D. B.; Pavel, N.; Prinias, A.; Sedgbeer, J. K.; Sideris, D.; Whitfield, A. F.; Mallik, U.; Wang, S. M.; J. T., Wu; Cloth, P.; Filges, D.; Fleck, J. I.; Ishii, T.; Kuze, M.; Nakao, M.; Tokushuku, K.; Yamada, S.; Yamazaki, Y.; S. H., An; Lee, S. B.; Nam, S. W.; Park, H. S.; Park, S. K.; Barreiro, F.; Fernandez, J. P.; Graciani, R.; Hernandez, J. M.; Hervas, L.; Labarga, L.; Martinez, M.; Delpeso, J.; Puga, J.; Terron, J.; Detroconiz, J. F.; Corriveau, F.; Hanna, D. S.; Hartmann, J.; Hung, L. W.; Lim, J. N.; Murray, W. N.; Ochs, A.; Riveline, M.; Stairs, D. G.; Stlaurent, M.; Ullmann, R.; Tsurugai, T.; Bashkirov, V.; Dolgoshein, B. A.; Stifutkin, A.; Bashindzhagyan, G. L.; Ermolov, P. F.; Golubkov, Y. A.; Khein, L. A.; Korotkova, N. A.; Korzhavina, L. A.; Kuzmin, V. A.; Lukina, O. Y.; Proskuryakov, A. S.; Shcheglova, L. M.; Shumilin, A. V.; Solomin, A. N.; Zotkin, S. A.; Bokel, C.; Botje, M.; Brummer, N.; Chlebana, F.; Engelen, J.; Kooijman, P.; Kruse, A.; Vansighem, A.; Tiecke, H.; Verkerke, W.; Vossebeld, J.; Vreeswijk, M.; Wiggers, L.; Dewolf, E.; Acosta, D.; Bylsma, B.; Durkin, L. S.; Gilmore, J.; Ginsburg, C. M.; Kim, C. L.; Ling, T. Y.; Nylander, P.; Romanowski, T. A.; Blaikley, H. E.; Cashmore, R. J.; Coopersarkar, A. M.; R. C. E.,; Edmonds, J. K.; Harnew, N.; Lancaster, M.; Mcfall, J. D.; Nath, C.; Noyes, V. A.; Quadt, A.; Tickner, J. R.; Uijterwaal, H.; Walczak, R.; Waters, D. S.; Yip, T.; Bertolin, A.; Brugnera, R.; Carlin, R.; Dalcorso, F.; Dosselli, U.; Limentani, S.; Morandin, M.; Posocco, M.; Stanco, L.; Stroili, R.; Voci, C.; Bulmahn, J.; Feild, R. G.; B. Y., Oh; Okrasinski, J. R.; Whitmore, J. J.; Iga, Y.; Dagostini, G.; Marini, G.; Nigro, A.; Raso, M.; Hart, J. C.; Mccubbin, N. A.; Shah, T. P.; Barberis, E.; Dubbs, T.; Heusch, C.; Vanhook, M.; Lockman, W.; Rahn, J. T.; H. F. W.,; Seiden, A.; Williams, D. C.; Schwarzer, O.; Walenta, A. H.; Abramowicz, H.; Briskin, G.; Dagan, S.; Doeker, T.; Kananov, S.; Levy, A.; Abe, T.; Inuzuka, M.; Nagano, K.; Suzuki, I.; Umemori, K.; Hamatsu, R.; Hirose, T.; Homma, K.; Kitamura, S.; Matsushita, T.; Yamauchi, K.; Cirio, Roberto; Costa, Marco; Ferrero, M. I.; Maselli, S.; Monaco, Vincenzo; Peroni, Cristiana; Petrucci, M. C.; Sacchi, Roberto; Solano, Ada Maria; Staiano, A.; Dardo, M.; Bailey, D. C.; Brkic, M.; Fagerstroem, C. P.; Hartner, G. F.; Joo, K. K.; Levman, G. M.; Martin, J. F.; Orr, R. S.; Polenz, S.; Sampson, C. R.; Simmons, D.; Teuscher, R. J.; Butterworth, J. M.; Catterall, C. D.; Jones, T. W.; Kaziewicz, P. B.; Lane, J. B.; Saunders, R. L.; Shulman, J.; Sutton, M. R.; Lu, B.; L. W., Mo; Ciborowski, J.; Grzelak, G.; Kasprzak, M.; Muchorowski, K.; Nowak, R. J.; Pawlak, J. M.; Pawlak, R.; Tymieniecka, T.; Wroblewski, A. K.; Zakrzewski, J. A.; Adamus, M.; Coldewey, C.; Eisenberg, Y.; Hochman, D.; Karshon, U.; Revel, D.; Badgett, W. F.; Chapin, D.; Cross, R.; Dasu, S.; Foudas, C.; Loveless, R. J.; Mattingly, S.; Reeder, D. D.; Smith, W. H.; Vaiciulis, A.; Wodarczyk, M.; Bhadra, S.; Frisken, W. R.; Khakzad, M.; Schmidke, W. B.

doi:10.1007/s002880050485

Diffractive dissociation of quasi-real photons at a photon-proton centre of mass energy of W approximate to 200 GeV is studied with the ZEUS detector at HERA. The process under consideration is gamma p --> XN, where X is the diffractively dissociated photon system of mass M-X and N is either a proton or a nucleonic system with mass M-N < 2 GeV. The cross section for this process in the interval 3 < M-X < 24 GeV relative to the total photoproduction cross section was measured to be sigma(D)(partial)/sigma(tot) = 6.2 +/- 0.2(stat) +/- 1.4(syst)%. After extrapolating this result to the mass interval of m(phi)(2) < M-X(2) < 0.05W(2) and correcting it for proton dissociation, the fraction of the total cross section attributed to single diffractive photon dissociation, gamma p --> Xp, is found to be sigma(SD)/sigma(tot) = 13.3 +/- 0.5(stat) +/- 3.6(syst)%. The mass spectrum of the dissociated photon system in the interval 8 < M-X < 24 GeV can be described by the triple pomeron (IP IP IP) diagram with an effective pomeron intercept of alpha(IP)(0) = 1.12 +/- 0.04(stat) +/- 0.08(syst). The cross section for photon dissociation in the range 3 < Mr < 8 GeV is significantly higher than that expected from the triple pomeron amplitude describing the region 8 < Mr < 24 GeV. Assuming that this discrepancy is due to a pomeron-pomeron-reggeon (IP IP IR term, its contribution to the diffractive cross section in the interval 3 < Mr < 24 GeV is estimated to be f(IP IP IR) = 26 +/- 3(stat) +/- 12(syst)%.