Hanna Mahlke-Krüger , Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2000 :

"Photoproduktion bei HERA unter Nachweis eines vorwärts gestreuten Protons"

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Kurzfassung

Diese Arbeit befaßt sich mit der Untersuchung von Ereignissen aus der Photoproduktion von hadronischen Endzuständen mit einem elastisch gestreuten Proton. Die gemessenen Daten stammen vom H1-Experiment bei HERA. Der Nachweis des Protons erfolgt mit dem Vorwärtsprotonspektrometer, das 1996 mit zwei Detektorstationen in einer Entfernung von 81 und 90 m vom Wechselwirkungspunkt betrieben wurde. Der zugängliche kinematische Bereich bezüglich des beim Proton verbleibenden Impulsanteils z und des Transversalimpulses p_T liegt bei z=0.65... 0.9 und p_T < 200 mev. Im Regge-Bild entspricht dies der Region, in der Pion- und Reggeon-Austausch dominieren. Der Nachweis eines Photoproduktionsereignisses geschieht durch die Messung des Elektrons in einem der Kleinwinkeldetektoren in Rückwärtsrichtung, entsprechend einer Inelastizität von y= 0.03... 0.28 oder y=0.3... 0.7. Es wird der in der Protonstreuenergie differentielle Wirkungsquerschnitt ds^{gp -> Xp'}(W)/d E_p' für die drei Photon--Proton--Schwerpunktsenergien W=91gev, 181gev und 231gev sowie in fünf Intervallen der Energie des gestreuten Protons von E_p'=540gev bis 740gev bestimmt. Er liegt im Bereich von 6 nb/gev. Der Wirkungsquerschnitt wird mit Strukturfunktionsdaten aus tiefunelastischer Streuung mit nachgewiesenem Proton verglichen. Die Daten mit elastisch gestreutem Proton weisen ähnliche Charakteristika im Hinblick auf ihr Verhalten in Abhängigkeit von Q² und W auf wie die inklusiven Meßdaten der Reaktion g^(*) p -> X. Weiterhin werden Ereignisse zur Dijetproduktion untersucht und mit Simulationsrechnungen und Ereignissen aus diffraktiver Streuung verglichen. Es läßt sich kein eindeutiger Hinweis auf einen Unterschied in der Partonkomposition der ausgetauschten Teilchen finden.

Titel

Kurzfassung

Summary

This thesis concerns the investigation of events in photoproduction of hadronic final states with an elastically scattered proton, carried out at the H1 experiment at HERA. The proton's momentum is measured by means of the forward proton spectrometre (FPS). With two detector stations at a distance of 81 and 90m from the interaction point, the FPS in 1996 covered a kinematic range in z, the fractional momentum kept by the proton, of z=0.65... 0.9, and in p_T, the proton's transverse momentum, of p_T < 200mev. In the Regge phenomenological interpretation, this range in kinematics is expected to be dominated by pion and reggeon exchange. In photoproduction reactions, the scattered electron can be detected in one of the small angle detectors placed in the backward direction of the H1 detector. These cover a range in elasticity of y= 0.03... 0.28 and y=0.3... 0.7. The differential cross section ds^{gp -> Xp'}(W)/d E_p' is measured, for three photon proton centre-of-mass energies W=91gev, 181gev, and 231gev as well as five bins in the energy of the scattered proton from E_p'=540gev to 740gev, to be of the order of 6 nb/gev. The cross section is combined with data from proton tagged deep inelastic scattering. The data with an elastically scattered proton show similar behaviour concerning the Q² and W dependence to those of the inclusive reaction g^(*) p -> X. Furthermore, dijet production events are investigated and their distributions are compared with expectations from simulation and diffractive scattering event samples. No clear indication of a difference in the parton composition of the exchanged particle can be supported with the present data.