"Die Struktur von Charm-Jets und der 'Dead Cone Effect' in der tief-inelastischen Streuung bei HERA"

"The Structure of Charm Jets and the Dead Cone Effect in Deep-Inelastic Scattering at HERA"

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird die Struktur von Charm-Jets in der tief-inelastischen Streuung (DIS) mit dem H1 Detektor am HERA Speicherring untersucht. Die verwendeten Daten entsprechen einer Luminosität von 50 pb^-1 . Die Analyse wird in dem kinematischen Bereich 2 < Q² ≤ 100 GeV^-2 und 0.5 ≤ y ≤ 0.7 durchgeführt. Die Charm­Quarks werden durch die Rekonstruktion von D* ­Mesonen mit einem Transversalimpuls von p_T > 1.5 GeV und einer Pseudorapidität |η_D*| <1.5 nachgewiesen. Außerdem muss es mindestens einen Jet in dem Ereignis geben, der das D* ­Meson enthält. Falls das Ereignis einen weiteren Jet aufweist, muss dieser Jet (OtherJet), ähnlich dem D*­Jet, einen Transversalimpuls p_T,Jet > 1.5 GeV und eine Pseudorapidität |η_Jet| < 1.5 haben. Die Struktur von beiden Jets wird mit Hilfe verschiedener Ereignisform­Variablen und der Subjet­Multiplizität, sowie der Winkelverteilung von Subjets relativ zur Jetachse untersucht. Jets und Subjets sind so definiert, dass sie mit dem entsprechenden Quark bzw. dem abgestrahlten Gluon auf Partonniveau möglichst gut korreliert sind.

Die Winkelverteilung der Subjets und die Verteilung des charakteristischen Winkels α₀E_Jet als Funktion von E_Jet wurden gewählt, weil die QCD eine Unterdrückung der Abstrahlung von 'weichen' Gluonen von schweren Quarks bei kleinen Winkeln vorhersagt. Diese Unterdrückung wird als "Dead Cone Effect" bezeichnet. Die Daten werden von dem QCD Modell für Charm Produktion, wie es in RAPGAP 2.8 und JETSET 7.4 implementiert ist, gut beschrieben. Um die α₀E_Jet versus E_Jet Verteilung besser zu verstehen werden verschiedene Tests und eine erweiterte Analyse mit erhöhter Statistik präsentiert.

Titel

Kurzfassung

Summary

The structure of charm jets in deep-inelastic scattering is studied with the H1 detector at HERA using an integrated luminosity of 50 pb^-1. The analysis is performed in the phase space region 2≤ Q²≤ 100 GeV² and 0.05 ≤ y ≤ 0.7. Charm events are tagged by a D*-meson required to have a transverse momentum p_T,D*>1.5 GeV and a pseudorapidity |η_D*| < 1.5. Furthermore, the events are required to have at least one jet containing the D*-meson (D* Jet). If there is a second jet (OtherJet) in the event, it must have, like the D*Jet, p_T,Jet>1.5 GeV and |η_Jet| < 1.5. The structure of the D* Jet and the OtherJet is investigated by measuring jet shape variables and subjet multiplicities. In addition the angle of subjets with respect to the jet axis of the D* Jet and the OtherJet is used to study gluon radiation at the parton level.

Study of the latter distribution as well as the derived one of a characteristic angle α₀E_Jet as a function of E_Jet is motivated by the expected suppression of soft gluon radiation from heavy quarks, the so-called "Dead Cone" effect, predicted by QCD. In all distributions differences between the D* Jet and the OtherJet are observed. The data are found to be well described by the QCD model for charm production, which includes the suppression of soft gluon radiation, as implemented in RAPGAP 2.8 and JETSET 7.4. Various checks and a further analysis using higher statistics are presented in order to get a better understanding of the contribution from the "Dead Cone" effect to the α₀E_Jet vs. E_Jet distribution.