Jürgen Rauschenberger, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2002 :

"Prozesse des geladenen Stromes in tiefunelastischer Positron-Proton Streuung bei HERA"


"Charged Current processes in deep inelastic scattering at HERA"


Schlagwörter: Proton structure, HERA, H1, DIS, High Q2 Cross Sections, Charged Current
PACS : 13.60 Hb
Summary

Kurzfassung

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von Wirkungsquerschnitten des geladenen Stroms in der Positron-Proton Streuung ( e+ + p -> νe + X ) bei HERA. Die zugrundeliegenden e+p-Daten wurden mit dem H1-Detektor in den Jahren 1999 und 2000 bei einer Schwerpunktsenergie von s1/2=320 GeV aufgezeichnet und entsprechen einer integrierten Luminosität von L=65,25 pb-1. Im kinematischen Bereich Q2 > 200 GeV2 und 0,03 CCtot, die in Q2 und x einfach differentiellen Wirkungsquerschnitte dσ/dQ2 und dσ/dx, sowie der doppelt differentielle Wirkungsquerschnitt d2σ/dxdQ2 des geladenen Stroms gemessen. In der Messung werden zur Reduktion des Photoproduktionsuntergrundes neuronale Netzwerke eingesetzt. Die hadronische Energieskala des LAr-Kalorimeters wurde unter Verwendung von Ereignissen des neutralen Stroms kalibriert. Um die statistische Präzision der Messung zu erhöhen, werden die in dieser Arbeit gemessenen Wirkungsquerschnitte mit den Resultaten der auf den mit dem H1-Detektor in den Jahren 1994-1997 bei einer Schwerpunktsenergie von s1/2=300 GeV aufgezeichneten e+p-Daten beruhenden Analyse kombiniert. Die gemessenen Wirkungsquerschnitte werden mit den theoretischen Vorhersagen des Standardmodells verglichen, wobei eine gute Übereinstimmung gefunden wird. Desweiteren werden die gemessenen Wirkungsquerschnitte mit den Resultaten der auf den e+p-Daten der Jahre 1998 und 1999 beruhenden Analyse verglichen. Die Abhängigkeit des doppelt differentiellen Wirkungsquerschnitts vom Helizitätsterm und von den einzelnen Beiträgen der Quark-Partondichteverteilungen des Protons wird untersucht. Im abschließenden Vergleich des in Q2 einfach differentiellen Wirkungsquerschnitts des geladenen Stroms mit dem des neutralen Stroms, wird die elektroschwache Vereinigung bei großem Q2 beobachtet.

Titel

Kurzfassung

Summary

This thesis is based on the analysis of charged current processes in positron-proton scattering at HERA. The data were taken in 1999 and 2000 at a centre-of-mass energy s1/2=320 GeV and correspond to an integrated luminosity of L=65,25 pb-1. The total (σCCtot), single differential (dσ/dQ2 and dσ/dx) and double differential (d2σ/dxdQ2) cross sections for charged current processes are measured in the range of four--momentum transfer squared, Q2, greater than 200 GeV2, and inelasticity y between 0,03 and 0,85. In the measurement the background caused by photoproduction is reduced by the use of neural networks. The hadronic energy scale is calibrated by using neutral current events. To increase the statistical precision of the measurement the cross sections are combined with previous ones, measured with $e^{+}p$ data taken in 1994 to 1997 at a centre--of--mass energy s1/2=300 GeV. The measured cross sections are compared to the Standard Model predictions. The measurement are found to be fully consistent with the theoretical prediction. In addition the measured cross section are compared to the results of the analysis of e+p-data taken in 1998 and 1999. The helicity dependence of the double differential cross section and the influence of the different parton densities on the cross section are analysed. The comparison of the charged current single differential cross dσ/dQ2 with the neutral current one, shows the unification of the weak and electromagnetic force at high Q2.