"Measurement of inelastic J/ψ production in deep inelastic ep scattering at HERA"

"Eine Messung inelastischer J/ψ-Meson-Produktion in ep Kollisionen bei HERA"

Kurzfassung

Diese Dissertation beschreibt eine Messung inelastischer J/ψ-Meson-Produktion in ep Kollisionen mit dem ZEUS Detektor bei HERA unter Verwendung einer integrierten Luminosität von 109  pb^-1. Die J/ψ-Mesonen wurden mit Hilfe des Zerfallskanals J/ψ → μ⁺μ^- identifiziert. Die Messungen wurden im kinematischen Bereich 2 < Q² < 80  GeV², 50 < W < 250  GeV, 0.2 < z < 0.9 und -1.6 < Y_lab < 1.3 durchgeführt. Dabei beschreibt Q² die Virtualität des ausgetauschten Photons, W die Photon-Proton-Schwerpunktsenergie, z den Anteil der Photon Energie, die vom J/ψ-Meson im Ruhesystem des Protons getragen wird und Y_lab die Rapidität des J/ψ im Laborsystem. Die gemessenen Wirkungsquerschnitte werden mit theoretischen Vorhersagen der nicht-relativistischen QCD, unter Berücksichtigung von Farb-Singulett- und Farb-Oktett-Beiträgen, wie auch mit Vorhersagen des k_T -Faktorisierungsansatzes verglichen. Berechnungen des Farb-Singulett-Prozesses stimmen im Allgemeinen mit den Daten überein, während mit Einbeziehen von Farb-Oktett-Termen keine Übereinstimmung erreicht wird.

Als technischer Teil dieser Arbeit wurde die Straw-Tube-Tracker (STT) GEANT-Simulation und Spurrekonstruktionssoftware entwickelt. Es werden Studien der STT-Leistung mit MC-Daten und echten Daten vorgestellt.

Titel

Kurzfassung

Summary

This thesis presents a measurement of the inelastic production of J/ψ mesons in ep collisions with the ZEUS detector at HERA using an integrated luminosity of 109 pb^-1. The J/ψ mesons were identified using the decay channel J/ψ→μ⁺μ^-. The measurements were performed in the kinematic range 2<Q²<80 GeV², 50<W<250 GeV, 0.2<z<0.9 and -1.6<Y_lab<1.3, where Q² is the virtuality of the exchanged photon, W is the photon-proton centre-of-mass energy, z is the fraction of the photon energy carried by the J/ψ meson in the proton rest frame and Y_lab is the rapidity of the J/ψ in the laboratory frame. The measured cross sections are compared to theoretical predictions within the non-relativistic QCD framework including colour-singlet and colour-octet contributions, as well as to predictions based on the k_T-factorisation approach. Calculations of the colour-singlet process generally agree with the data, whereas inclusion of colour-octet terms spoils this agreement.

As a technical part of this thesis, the Straw-Tube Tracker (STT) GEANT simulation and track reconstruction software developed. Studies of the STT performance with MC data and real data presented.