Margherita Milite, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2001
Schlagwörter: QCD, charmed quarks
PACS: 12.38.Qk, 14.65.Dw
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die innere Struktur von Charm-Quark induzierten Jets in hochenergetischen g p Wechselwirkungen am HERA-Speicherring untersucht. Es wurden die mittlere Subjet-Multiplizität und die differentiellen und integrierten Jet-Formen (engl.: jet shapes), die die Verteilung der transversalen Energie innerhalb des Jets beschreiben, im kinematischen Bereich von ETjet ≥ 6 GeV und -1 ≤ hjet ≤ 2 gemessen. Dafür wurden die mit dem ZEUS Detektor während der e+p Runperiode 1996-2000 aufgezeichneten Daten verwendet, die einer integrierten Luminosität von ~ 100 pb-1 entsprechen. Eine Ereignismenge von Charm-Quark induzierten Jets konnte durch Auswahl von 2-Jet-Ereignissen, in denen mindestens einer der Jets ein D*(2010)± Meson (mit pT(D*) ≥ 3.0 GeV und |h(D*)| ≤ 1.5) enthält, erzeugt werden. Die Zerfallsprodukte des Zerfallskanals D*+ --> D0 (--> K-p+) p+s (und dem dazu ladungskonjugierten Kanal) wurden mit der zentralen Spurkammer (CTD) des ZEUS Detektors gemessen. Der Jet, der den kleinsten azimuth Winkel zum D* Meson hat, wurde identifiziert und die innere Struktur des zweiten Jets, der in den meisten Fällen auch durch ein Charm (oder Anti-Charm) Quark entstanden ist, wurde analysiert. Die ETjet und hjet Abhängigkeit der gemessenen Unterstruktur dieser Jets wurde untersucht und mit Vorhersagen von Partonschauer Monte Carlo Modellen verglichen. Zusätzlich wurde eine Messung der inneren Jetstruktur für inklusive (d.h. ohne Flavour-Identifizierung) 2-Jet-Ereignisse in Photoproduktion, bei viel kleinerem ETjet als in vorhergehenden Analysen, durchgeführt. Die gemessene innere Struktur von charmangereicherten Jets wurde mit der von inklusiven Jets verglichen. Insbesondere wurde festgestellt das in der inclusive Messung Jets in vorwärts Richtung breiter werden, die Quark induzierten Jets hingegen nicht. Dies ist konsistent mit dem erwarteten Quark- und Gluonanteil aus Photoproduktionsprozessen. Mit Hilfe einer statistischen Methode und durch Kombination der Messungen von inklusiven und charmangereicherten 2-Jet-Ereignissen wurde die innere Struktur von Gluonjets für ETjet ≥ 15 GeV extrahiert. Dabei wurde festgestellt, daß Gluonjets eine höhere mittlere Subjet-Multiplizität haben und breiter sind als Quarkjets bei vergleichbarem ETjet, was in guter Übereinstimmung mit pQCD Vorhersagen ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der neue Silizium Mikrovertex Detektor (MVD) vorgestellt, der während des HERA Luminositäts-Upgrades in das ZEUS Experiment eingebaut worden ist. Die wichtigsten Ergebnisse des am DESY durchgeführten Teststrahlprogramms zur Untersuchung der charakteristischen Eigenschaften der MVD Siliziumsensoren wurden präsentiert.
In the first part of this thesis, the internal structure of charm initiated jets in high energy g p interactions has been studied at HERA for the first time. The mean subjet multiplicity and the differential and integrated jet shape, describing the distribution of the transverse energy inside the jet, have been measured for jets with ETjet ≥ 6 GeV and -1 ≤ hjet ≤ 2. The data collected with the ZEUS detector during the 1996-2000 e+p running periods, corresponding to an integrated luminosity of ~ 100 pb-1, has been used. A charm-enriched jet sample has been obtained by selecting dijet events where at least one of the two jets contains a D*(2010)± meson with pT(D*) ≥ 3.0 GeV and |h(D*)| ≤ 1.5. The daughter particles of the decay mode D*+ --> D0 (--> K-p+)p+s (and the charge-conjugate channel) have been measured with the ZEUS central tracking detector (CTD). The closest jet in azimuth to the D* meson is tagged and the internal structure of the second jet, which in most of the events also originates from a charm (or anti-charm) quark, is investigated. The ETjet and hjet dependence of the measured jet substructure has been studied and compared with the predictions from leading-logarithm parton-shower Monte Carlo programs. In addition, a measurement of the internal jet structure for inclusive (i.e. without flavour tagging) dijets in photoproduction, at much lower ETjet compared with previous analyses, has been performed. In particular, it has been observed that the jets in the inclusive sample become broader as hjet increases whereas the charm initiated jets do not. This is consistent with the predicted fractions of quark and gluon initiated jets in photoproduction processes. The internal structure of gluon jets has been extracted with a statistical method using the measurements for the inclusive dijet and the charm-enriched jet samples for ETjet ≥ 15 GeV. It is observed that gluon jets have a higher mean subjet multiplicity and are broader than quark jets of the same ETjet which is in agreement with pQCD predictions. The second part of this thesis describes the new silicon microvertex (MVD), which has been installed in the ZEUS detector during the HERA luminosity upgrade, and the main results of the beam test program performed at DESY to determine the characteristic performances of the MVD silicon sensors.