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Simulation and Calibration of the Specific Energy Loss of the Central Jet Chambers of the H1 Detector and Measurement of the Inclusive D^*pm Meson Cross Section in Photoproduction at HERA

Hennekemper, Eva

German Title: Simulation und Kalibration des Spezifischen Energieverlustes in den Zentralen Spurkammern des H1 Detektors und Messung von Inklusiven D^*\pm Meson Wirkungsquerschnitten in Photoproduktion bei HERA

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Abstract

In dieser Arbeit wird die Photoproduktion von D*pm–Mesonen in ep–Kollisionen bei HERA untersucht. Die D*–Mesonen werden anhand ihres ’goldenen’ Zerfalls D*pm->Kmppipmpi_spm mit dem H1–Detektor nachgewiesen. Gegenüber früheren Analysen konnte der systematische Fehler durch zwei wesentliche Verbesserungen verringert werden. Zum einen ermöglicht die Simulation des Fast Track Trigger, der auf Spuren in den zentralen Spurkammern basiert, eine korrekte Berücksichtigung der Abhängigkeiten der Triggereffizienz von unterschiedlichen kinematischen Grössen. Zum anderen erlaubt die Verwendung des spezifischen Energieverlusts eine bessere Unterdrückung von nicht–resonantem Untergrund. Um die Teilchenidentifikation anhand des spezifischen Energieverlustes in der Analyse verwenden zu können, wurde die Simulation des Energieverlustes in den Spurkammern des H1–Experiments verbessert und die notwendigen Korrekturfunktionen und Kalibrationen bestimmt. Mit dieser verbesserten H1– Detektorsimulation wird der Wirkungsquerschnitt der Photoproduktion von D* –Mesonen in den HERAII Daten bestimmt. Die Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von 113 pb-1. Die Messung erfolgt im kinematischen Bereich von Q2 < 2 GeV für Photon–Virtualitäten und Photon–Proton Schwerpunktsenergien von 100 < Wgamma p < 285 GeV. Einfach und doppelt differenziellen Wirkungsquerschnitte von D*–Mesonen mit Transversalimpulsen pT(D*) > 1.8 GeV und im Bereich zentraler Pseudorapiditäten |eta(D*) | < 1.5 werden bestimmt und perturbativen QCD Vorhersagen in führender und nächstführender Ordnung gegenübergestellt.

Translation of abstract (English)

In this thesis the photoproduction of D* mesons in ep collisions at HERA is analysed. D* mesons are detected in the ’golden’ decay channel D*pm->Kmppipmpi_spm with the H1 detector. Compared to earlier analyses, the systematic uncertainty is reduced due to two main improvements. Firstly, the simulation of the Fast Track Trigger, which is based on tracks measured within the central jet chambers, allows the trigger efficiency dependence of various kinematic variables to be evaluated. Secondly, the use of specific energy loss provides the possibility to suppress the non–resonant background. In order to use particle identification with the specific energy loss in the analysis, the simulation of the specific energy loss in the central jet chambers of the H1 detector is improved and the necessary correction functions and calibrations have been determined. This improved final H1 detector simulation is used to determine the cross section of photoproduction of D* mesons in the HERA II data sample, which corresponds to an integrated luminosity of 113 pb-1. The measurement was performed in the kinematic region of Q2 < 2 GeV for the photon virtuality and photon-proton center of mass energies of 100 < Wgamma p < 285 GeV. Single and double differential cross sections of D* mesons with transverse momenta above 1.8 GeV and in the central pseudorapidity range of |eta(D*)| < 1.5 are determined and are compared to leading and next to leading order QCD predictions.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schultz-Coulon, Prof. Dr. Hans-Christian
Date of thesis defense: 6. July 2011
Date Deposited: 13. Jul 2011 12:10
Date: 2011
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Photoproduktion, Energieverlust, Spurdetektor, H1 <Teilchendetektor>, Differentieller Wirkungsquerschnitt
Uncontrolled Keywords: Photoproduction , energy loss , H1 , differential cross section
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