"Diffraktive Dijet-Produktion in tief-inelastischer Streuung bei ZEUS"

"Diffractive Dijet Production in Deep Inelastic Scattering at ZEUS"

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird eine Messung von Zwei-Jet Produktion in diffraktiver tief-inelastische Streuung vorgestellt. Diese Art von Prozess ist insbesondere für die experimentelle Überprufung des perturbativen QCD-Ansatzes für diffraktive Physik von Bedeutung. Die Messung basiert auf vom ZEUS-Detektor bei HERA aufgezeichneten Daten mit einer integrierten Luminosität von 61 pb^-1. Es wurden solche Ereignisse selektiert, in denen das Photon, γ*, eine Virtualität, Q², von 5 < Q² < 100 GeV² sowie eine Schwerpunktsenergie von 100 < W < 250 GeV aufweist. Die Jets wurden aus Energieflussobjekten mit Hilfe des logitudinal-invarianten k_T -Algorithmuses im γ*p-Bezugssystem rekonstruiert. Weiter wurde verlangt, dass die Jets eine im γ*p-System gemessene Transversal-Energie von E*_T,jet > 4 GeV haben und sich im Pseudorapiditäts-Bereich von -3.5 <η*_jet < 0 befinden. Der Jet mit der höchsten Transversal-Energie musste zudem E*_T,jet > 5 GeV erfüllen. Es wurden solche Ereignisse als diffraktive Ereignisse angenommen, die eine grosse Rapiditätslücke in Richtung des gestreuten Protons aufwiesen. Für den Impulsbruchteil des Protons, der in die harte Streuung eingeht, x_IP , musste x_IP < 0.03 gelten. Der gemessene totale Wirkungsquerschnitt für den Prozess ist

Einzel- und doppeltdifferenzielle Wirkungsquerschnitte wurden bestimmt und mit Vorhersagen von QCD-Störungsrechnungen führender und nächst-führender Ordnung verglichen. In die Rechnungen nächst-führender Ordnung flossen diffraktive Parton-Verteilungsdichten ein, die aus Daten von tief inelastischer Streuung extrahiert worden sind. Die Vorhersagen führender und nächst-führender Ordnung stimmen gut überein und zeigen keinerlei Anzeichen vom Zusammenbruch der Faktorisierung. Die doppeltdifferenziell gemessenen Wirkungsquerschnitte können benutzt werden, um diffraktive Parton-Verteilungsdichten mit höherer Genauigkeit zu bestimmen.

Titel

Kurzfassung

Summary

This thesis presents a measurement of dijet production in diffractive deep inelastic scattering ep collisions. This type of process is specially relevant for the experimental validity of the perturbative QCD approach to diffractive physics. The measurement was based on an integrated luminosity of 61 pb^-1 collected at the HERA collider with the ZEUS experiment. The events were selected for virtualities of the photon, γ*, 5<Q²<100 GeV², and energies of the γ*p centre-of-mass, 100<W<250 GeV. The jets were reconstructed from energy flow objects using the inclusive longitudinally-invariant k_T algorithm in the γ*p frame. The jets were required to have a transverse energy in the γ*p frame E*_T,jet> 4 GeV. The jet with the highest transverse energy was required to have E*_T,jet>5GeV. All jets were required to be in the pseudorapidity range -3.5 < η*_jet < 0 as measured in the γ*p frame. The selection of diffractive events was carried out by requiring a large rapidity gap in the direction of the scattered proton. The value of the fraction of initial proton momentum entering in the hard process, x_IP, was required to be x_IP < 0.03. The total cross section for the process was measured to be

Single and double differential cross sections were extracted and compared to leading-order predictions and next-to-leading-order QCD calculations. The latter used several diffractive parton densities extracted from inclusive diffractive deep inelastic scattering data. The agreement with the leading and next-to-leading order predictions is good and no hints of factorisation breaking are observed. The double differential measurement can be a precious input for the extraction of more accurate diffractive parton densities.