Kurzfassung
Eine QCD-Analyse des Wirkungsquerschnitts f/'ur die Produktion eines
isolierten Photons in Begleitung eines Jets in tief unelastischer Streuung
(DIS) wird vorgestellt. Die entsprechende Messung mit dem ZEUS-Detektor wird
detailliert beschrieben. Eine Anpassung (Fit) der Parton-Dichte-Verteilungen
(PDFs) im Proton an die isolierten Photon-Daten sowie an inklusive DIS-Daten
wird durchgef/'uhrt. Die Sensitivit/'at auf die Zusammensetzung des
``Quark-Sees'' bei kleinen Werten des Impulsbruchteils $x$ wird untersucht.
Der extrahierte Wert des Verh/'altnisses von $u$- und $d$-quark-Verteilungen
am Grenzwert $x/to 0$ ist konsistent mit 1, wie aufgrund der Isospin-Symmetrie
erwartet. Ein m/'oglicher Beitrag von Partonen im Proton zus/'atzlich
zu Quarks und Gluonen (z.B. Photonen) wird untersucht, und auf weniger als
1/% eingeschr/'ankt.
Das `Laufen' der starken Kopplungskonstanten $/alpha_s(/mu)$ wird getestet im
Rahmen einer QCD-Analyse von Jet-Daten bei LHC, Tevatron und HERA in
Kombination mit inklusiven DIS-Daten. Die Skala $/mu$ wird assoziiert mit der
physikalischen Skala des jeweiligen Prozesses, typischerweise dem
Jet-Transversalimpuls. F/'ur diesen Test wird der Parameter $n_f$, der
beschreibt, wie viele Quarks aktiv zu Schleifenkorrekturen der DIS- und
Jetwirkungsquerschnitte beitragen, ersetzt durch $n_f + /Delta n_f$
f/'ur Energieskalen $/mu > /mu_{/rm thresh}$. Eine Serie von Fits in
n/'achstf/'uhrender Ordnung an die Welt-Kollider-Daten wird durchgef/'uhrt
im Skalenbereich $1/ {/rm GeV}/ < /mu_{/rm thresh} < 1/ {/rm TeV}$.
Die gefitteten $/Delta n_f$-Werte sind konsistent mit $0$ /'uber den gesamten
getesteten Bereich. Dies liefert eine pr/'azise quantitative Best/'atigung
des Laufens der Kopplungskonstante /'uber 3 Gr/'o/ss enordnungen in der
Energieskala. Die vorgestellte Methode erlaubt auch eine neue Art des Tests
auf Physik jenseits des Standardmodells.
Beitr/'age von Modellen neuer Physik, die Loop-Korrekturen enthalten, ohne den
gemessenen Endzustand signifikant zu ver/'andern, werden eingeschr/'ankt.
Die Ergebnisse von ``power pulsing''-Studien mit dem Mimosa26-Pixelsensor
werden berichtet. Mimosa26 ist der erste Sensor-Prototyp f/'ur den
Vertex-Detektor eines Experiments am zuk/'unftigen International Linear
Collider. Die analogen und digitalen Ausgangssignale von Mimosa26 werden
analysiert. Die Rauschsignalrate wird untersucht als Funktion der Zeit
innerhalb der sogenannten ``power ON''-Phase, und verglichen mit der
Rauschsignalrate im Dauerbetrieb. Die Studien zeigen, dass der
``power pulsing''-Betrieb m/'oglich ist und sich daraus keinerlei
Nachteile ergeben.
A QCD analysis of the cross section for the production of an isolated photon with an accompanying jet in deep inelastic $ep$ scattering (DIS) at HERA is presented. A description of the relevant measurement is given, made with the ZEUS detector. A fit of the Parton Density Functions (PDFs) of the proton, to isolated photon and inclusive DIS data, is done. The sensitivity to the low $x$ composition of the quark sea is studied. The extracted ratio of the sea $u$ and $d$ quark PDFs at $x /rightarrow 0$ is consistent with unity, as expected by isospin symmetry. The level of presence of additional partons in a proton, apart from quarks and gluons (e.g. photons), is estimated, and found to be about or below 1/%. The running of the strong coupling constant, $/alpha_s(/mu)$, is tested in a QCD analysis using jet measurements at LHC, Tevatron and HERA in combination with inclusive DIS data. Here $/mu$ is associated with the energy scale in the process, typically with the jet transverse energy. For the $/alpha_s$ running test, the parameter $n_f$ of the running, which gives the number of active quarks contributing to loop corrections of the jet and DIS cross sections, is replaced by $n_f + /Delta n_f$ at energy scales greater than $/mu > /mu_{/rm{thresh}}$. A series of simultaneous $/alpha_s(M_Z)$ + $/Delta n_f$ + proton PDF fits to world collider cross section data is done at Next-to-Leading Order QCD, for $/mu_{/rm{thresh}}$ values ranging from $1~/rm{GeV}$ to $1~/rm{TeV}$. The fitted $/Delta n_f$ is consistent with zero at all tested scales, which gives a precise quantitative confirmation of the QCD running of $/alpha_s$ over 3 orders of magnitude in energy scale. The presented method also provides a new way for indirect searches of physics beyond the Standard Model (SM). Constraints are derived on models suggesting physics beyond the SM, which contain loop corrections to the jet and DIS cross sections, and for which a change of the measured configuration of the final state can be neglected. Power pulsing studies are reported of the Mimosa26 pixel sensor, which is the first sensor prototype for the vertex detector for the International Linear Collider (ILC). The analogue and digital output of Mimosa26 are analysed. The fake hit rate is studied, as a function of time within the power ``ON'' phase, and is compared to the fake hit rate under a constant power supply. The studies show that power pulsing operation is possible with no discernible disadvantages.