Frank Lehner, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 1998 :

"Bestimmung und QCD-Analyse der Protonstrukturfunktion F_2(x,Q2) bei kleinen Bjorken-'x' und Q2 mit Hilfe des verbesserten Rückwärtsbereichs des H1-Detektors"

Schlagwörter: Strukturfunktion, QCD-Analyse
Summary

Kurzfassung

Diese Arbeit präsentiert eine Messung der Protonstrukturfunktion F2(x,Q2) im Q2-Bereich zwischen 0.35 und 3.5 GeV2 und Bjorken-x zwischen 6* 10-6 und 3.2* 10-4. Die Analyse basiert auf einem Datensatz mit einer integrierten Luminosität von 114 nb-1, der im Jahre 1995 in einer speziellen Meßperiode bei verschobenem Kollisionspunkt mit dem H1-Detektor am ep-Speicherring HERA aufgezeichnet wurde. In der Analyse werden zwei neue Detektorkomponenten, das Kalorimeter SPACAL und die Driftkammer BDC, benutzt, die in der Winterpause 1994/95 in den rückwärtigen Bereich des H1-Detektors eingebaut wurden. Die Messung zeigt, daß der Anstieg von F2 zu kleinen x mit abnehmenden Q2 flacher wird. Zusammen mit weiteren H1-Daten zu F2 wird eine QCD-Anpassung in NLO basierend auf den DGLAP-Gleichungen durchgeführt, die eine Extraktion der Gluonendichte im Proton ermöglicht. Unter Berücksichtigung der korrelierten systematischen Fehler sowie theoretischer Unsicherheiten beträgt die Präzision der ermittelten Gluonendichte für x~ 10-4 und Q2=20 GeV2 rund 15%.

Titel

Kurzfassung

Summary

Measurement and QCD Analysis of the Proton Structure Function F2(x,Q2) at small Bjorken x and Q2 using the improved backward region of the H1 Detector A measurement of the structure function F2(x,Q2) of the proton is presented in the kinematic range of Q2 between 0.35 and 3.5 GeV2 and Bjorken-x between 6* 10-6 and 3.2* 10-4. The measurement is based on a data set with a shifted interaction vertex and an integrated luminosity of 114 nb-1 recorded with the H1 detector at the ep collider HERA in 1995. During the winter shutdown 1994/95 the H1 detector was upgraded in the backward direction with a new calorimeter `SPACAL' and a new drift chamber `BDC'. The new detectors allow to exploit the lower Q2 regime. The measurement indicates, that the rise of F2 towards low values of x diminishes at smaller Q2. Using the entire sample of F2 data from H1 a NLO QCD fit based on DGLAP equations is performed, allowing to extract the gluon density in the proton. Taking into account the correlated systematic errors of the F2 measurements and theoretical uncertainties the gluon density ist determined with a precision of ~ 15% for x~ 10-4 and Q2=20 GeV2.