Search for effects beyond the Born approximation in polarization transfer observables in $\vec{e}p$ elastic scattering
M. Meziane
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E. J. Brash
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R. Gilman
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M. K. Jones
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W. Luo
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L. Pentchev
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C. F. Perdrisat
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A. J. R. Puckett
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V. Punjabi
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F. R. Wesselmann
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A. Ahmidouch
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K. A. Aniol
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A. Asaturyan
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O. Ates
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F. Benmokhtar
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J. Maxwell
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M. Veilleux
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Y. Zanevsky
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X. Zhang
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Y. Zhang
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X. Zheng
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L. Zhu
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Résumé
Intensive theoretical and experimental efforts over the past decade have aimed at explaining the discrepancy between data for the proton electric to magnetic form factor ratio, $G_{E}/G_{M}$, obtained separately from cross section and polarization transfer measurements. One possible explanation for this difference is a two-photon-exchange (TPEX) contribution. In an effort to search for effects beyond the one-photon-exchange or Born approximation, we report measurements of polarization transfer observables in the elastic $H(\vec{e},e'\vec{p})$ reaction for three different beam energies at a fixed squared momentum transfer $Q^2 = 2.5$ GeV$^2$, spanning a wide range of the virtual photon polarization parameter, $\epsilon$. From these measured polarization observables, we have obtained separately the ratio $R$, which equals $\mu_p G_{E}/G_{M}$ in the Born approximation, and the longitudinal polarization transfer component $P_\ell$, with statistical and systematic uncertainties of $\Delta R \approx \pm 0.01 \mbox{(stat)} \pm 0.013 \mbox{(syst)}$ and $\Delta P_\ell/P^{Born}_{\ell} \approx \pm 0.006 \mbox{(stat)}\pm 0.01 \mbox{(syst)}$. The ratio $R$ is found to be independent of $\epsilon$ at the 1.5% level, while the $\epsilon$ dependence of $P_\ell$ shows an enhancement of $(2.3 \pm 0.6) %$ relative to the Born approximation at large $\epsilon$.