Kurzfassung
Ergebnisse aus Messungen der Proton-Strukturfunktion F2 der beiden
HERA Experimente H1 und ZEUS aus dem Jahre 1994 zeigen, daß die
perturbative QCD (pQCD) in der Lage ist,
den beobachteten starken
Anstieg von F2 für kleine Werte von x bis hinab zu
Q2=1.5 GeV2 zu beschreiben.
Während im Bereich der pQCD, \sigmatot*p mit
steigendem W2 stark anwächst, steigt der
totale Photoproduktionswirkungsquerschnitt \sigmatotgamma p nur
schwach mit W2 an.
Die Proton-Strukturfunktion F2 und der totale virtuelle Photon-Proton
(\gamma*p)
Wirkungsquerschnitt \sigmatot*p wurden in dem bisher
experimentell nicht untersuchten kinematischen
Gebiet des Übergangs von nicht-perturbativer zu perturbativer QCD bei
kleinen Werten von Q2
in der Reaktion e+p-> e+X bei HERA gemessen.
Um dieses kinematische Gebiet zu untersuchen, wurde ein kleines
elektromagnetisches Strahlrohrkalorimeter (BPC) entworfen, gebaut und im
Jahre 1995 in das ZEUS Experiment installiert.
Die Genauigkeit der Messung von F2 in diesem kinematischen Gebiet
hängt hauptsächlich
von der Energiekalibration und der Detektorpositionierung ab. Eine
Energiekalibration mir einer Genauigkeit von
0.5% und eine Detektorpositionierung von 0.5 mm wurden erreicht.
F2 und \sigmatot*p wurden im Bereich
0.11 < Q2 < 0.65 GeV2 und 1.7 * 10-6 < x < 6.0
* 10-5 gemessen. Dies entspricht einem Bereich der \gamma*p
Schwerpunktsenergie von 104 < W < 251 GeV.
Die Ergebnisse zu F2 and \sigmatot*p
zeigen einen stetigen Übergang zwischen dem Gebiet der pQCD und der
Photoproduktion. Eine detailierte phänomenologische Untersuchung sowie
eine QCD Analyse wurden durchgeführt, um die Grenzen einer nicht-perturbativen sowie
einer perturbativen QCD Beschreibung zu untersuchen.
Results on measurements of the proton structure function F2 from the two HERA experiments H1 and ZEUS in 1994 show that perturbative QCD (pQCD) allows to describe the observed rapid rise of F2 with decreasing x down to Q2=1.5 GeV2. Whereas the pQCD region exhibits a strong rise of \sigmatot*p with increasing W2, the total cross-section for real photon-proton scattering \sigmatotgamma p shows only a modest rise with W2. The proton structure function F2 and the total virtual photon-proton (\gamma*p) cross-section \sigmatot*p have been measured in inelastic neutral current scattering, e+p-> e+X, at HERA in the previously unexplored transition region of non-perturbative to perturbative QCD at low Q2. To study this kinematic region, a small electromagnetic Beam Pipe Calorimeter (BPC) has been designed, constructed and installed in the ZEUS experiment in 1995. The accuracy of the measurement of F2 in this kinematic region relies mainly on a precise energy calibration and detector alignment. An energy calibration with a precision of 0.5% and a detector alignment of 0.5 mm have been achieved. Results on a measurement of F2 and \sigmatot*p are obtained for 0.11 < Q2 < 0.65 GeV2 and 1.7 * 10-6 < x < 6.0 * 10-5, corresponding to a range in the \gamma*p center-of-mass energy of 104 < W < 251 GeV. The results on F2 and \sigmatot*p indicate a smooth transition between the pQCD region and the photoproduction region. A detailed phenomenological analysis as well as a QCD analysis has been carried out to investigate the limitations of a non-perturbative as well as a perturbative QCD description.