Kurzfassung
Das Vorwärts-Proton-Spektrometer von H1 mit zwei Stationen in 81 und
90 m Entfernung vom
Wechselwirkungspunkt wurde 1995 erstmals mit seiner
vollen Instrumentierung betrieben.
Dabei wurde eine integrierte Luminosität von
2.4 \pb-1 gesammelt.
Die Messung der Flugrichtung eines gestreuten Protons relativ zur Strahlachse ermöglicht
aufgrund der bekannten Ablenkung durch die Magnete der HERA-Maschine die Rekonstruktion von
Energie Ep' und Streuwinkel \theta des Protons am Wechselwirkungspunkt.
Dabei wurde eine Auflösung von
\Delta Ep' = 6 GeV
bei Ep' = 700 GeV
und \Delta \thetax = 5 \urad
in der horizontalen
und \Delta \thetay < 100 \urad
in der vertikalen Ebene erreicht.
Die globale Unsicherheit der Energiemessung beträgt 8 GeV.
Die Lage und Neigung des Strahls wird bei der Eichung aus den Daten ermittelt.
In dieser Arbeit wurde mit dem FPS zum ersten Mal bei H1
tiefunelastische ep-Streuung mit vorwärts gestreuten Protonen im
Energiebereich von 580 bis 740 GeV mit einem Transversalimpuls
p\perp < 200 MeV
untersucht.
Der dreifach differentielle Wirkungsquerschnitt wurde
\frac\der3 \sigma (ep -> e' p' X)\der x \der Q2 \der \xpom
gemessen und mit der Strukturfunktion F2LP(3)
parametrisiert
(\xpom = 1-Ep'/Ep ist der Impulsbruchteil des Protons, der in den ep-Streuprozeß eingeht).
Im betrachteten Bereich 0.1 < \xpom < 0.3 kann man die untersuchten
Ereignisse als Streuung des Elektrons an der Pionwolke des Protons
interpretieren.
Man erwartet eine Faktorisierung der Form
F2LP(3) (\beta, Q2, \xpom) = f(Pi0/p) (\xpom) *
F2(Pi0) (\beta, Q2),
wobei f(Pi0/p) dem Fluß virtueller Pionen und F2(Pi0) deren
Struktur beschreiben;
\beta = x/\xpom ist der Impulsbruchteil des wechselwirkenden Quarks
aus dem Pion.
Die Daten werden durch diesen Ansatz gut beschrieben und sind mit der
Parametrisierung der Pionstrukturfunktion von Glück, Reya und
Vogt verträglich.
Sie zeigen im untersuchten Bereich
3.7*10-4 < \beta < 2.7*10-2 und
2.6 GeV2 < Q2 < 28.6 GeV2
einen Anstieg von F2LP(3) mit \log Q2
sowie einen Anstieg zu kleinem \beta.
Im Monte--Carlo--Generator RAPGAP ist ein Modell mit Pi0--Austausch
implementiert; er
beschreibt die x, Q2, \xpom--Abhängigkeit der Daten gut,
der vorhergesagte Wirkungsquerschnitt ist
jedoch um einen Faktor 1.85 zu niedrig.
In Modellen, die nicht auf Mesonaustausch basieren, wie dem Modell der
weichen Farbwechselwirkungen ist \beta nicht zwingend die
angemessene Skalenvariable. Es zeigt sich, daß
auch eine Faktorisierung der Form
F2LP(3) (x, Q2, \xpom) = f (\xpom) * F (x, Q2)
mit den Daten kompatibel ist (x ist der Impulsbruchteil des
Quarks im Proton).
Eine Proportionalität zwischen F2LP(3) (x, Q2, \xpom) und
der Protonstrukturfunktion F2 (x, Q2)
ist jedoch mit 99 % Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen.
Das Modell der weichen Farbwechselwirkungen, wie es im
Monte--Carlo--Generator LEPTO implementiert ist, sagt die Größe
des Wirkungsquerschnittes bei kleinem Q2 richtig
voraus,
der Anstieg von F2LP(3) mit Q2 wird dagegen unterschätzt.
The forward proton spectrometer of H1, comprising two stations 81 and 90 m downstream the interaction point, was operated for the first time in 1995 with full instrumentation. An integrated luminosity of 2.4 \pb-1 has been collected. Due to the known deflection in the magnets of the HERA machine a measurement of a scattered proton's trajectory with respect to the circulating beam allows to reconstruct its energy Ep' and scattering angle \theta at the interaction point. The global uncertainty of the energy measurement amounts to 8 GeV. Offset and tilt of the beam are derived from the data by a calibration procedure. In this thesis deep inelastic ep--scattering with forward scattered protons in the energy range between 580 and 740 GeV and transverse momenta p\perp < 200 MeV has been studied for the first time in H1. The triple differential cross section \frac\der3 \sigma (ep -> e' p' X)\der x \der Q2 \der \xpom has been measured and parametrized with the structure function \flp3 (\xpom = 1-Ep'/Ep is the fraction of the proton's momentum that enters the ep scattering process). In the region 0.1 < \xpom < 0.3 covered by the measurement the events under study can be interpreted as electron scattering off the proton's pion cloud. A factorisation of the form F2LP(3) (\beta, Q2, \xpom) = f(Pi0/p) (\xpom) * F2(Pi0) (\beta, Q2) is expected to hold, where f(Pi0/p) describes the flux of virtual pions and F2(Pi0) (\beta, Q2) their structure; \beta = x/\xpom is the momentum fraction carried by the interacting quark in the pion. The data are well described by this ansatz and are compatible with the parametrization of the pion structure function by Glück, Reya, and Vogt. In the region 3.7*10-4 < \beta < 2.7*10-2 and 2.6 GeV2 < Q2 < 28.6 GeV2 covered by this analysis a rise of \flp3 with \log Q2 and towards low \beta is observed. The Monte Carlo generator RAPGAP implements a Pi0 exchange model; it describes the shape of x, Q2, \xpom--distribution of the data well, the pedicted cross section is, however, low by a factor of 1.85. In models not based on meson exchange like the soft colour interaction model \beta is not necessarily the appropriate scaling variable. It is observed that a factorization of the form F2(LP(3)) (x, Q2, \xpom) = f (\xpom) * F (x, Q2) is compatible with the data as well (x being the proton's momentum fraction carried by the quark). A proportionality of F2LP(3) (x, Q2, \xpom) with the proton structure function F2 (x, Q2) is, however, excluded at 99 % confidence level. The soft colour interaction model as implemented in the Monte Carlo generator LEPTO predicts the size of the cross section at small Q2 correctly but underestimates the rise of \flp3 with Q2.