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Measurement of Differential ρ0 Photoproduction Cross-Sections at HERA

Bolz, Arthur Eugen

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Abstract

Exclusive photoproduction of ρ 0 vector mesons is studied with the H1 detector at HERA. A sample of over 900 000 π + π − photoproduction events was collected in the years 2006-2007 using the H1 Fast Track Trigger. It corresponds to an integrated luminosity of 1.3 pb −1 . The dataset is used to study single-, double-, and triple-differential π + π − photoproduction cross-sections as a function of the invariant mass of the pions m ππ , the photon-proton collision energy W γp , and the squared momentum transfer at the proton vertex t. The phasespace is restricted to 0.5 GeV < m ππ < 2.2 GeV, 20 GeV < W γp < 80 GeV, −t < 1.5 GeV 2 , and a photon virtuality Q 2 < 0.1 GeV 2 . Reactions in which the scattered proton stays intact are statistically separated from those where it dissociates to a low-mass hadronic system in the range m p < m Y < 10 GeV. The m ππ distributions are parametrized by a Söding model to extract the ρ 0 contribution to π + π − production. Single- and double-differential ρ 0 cross-sections are measured as a function of W γp and t. The observed kinematic cross-section dependencies are parametrized using őts and are compared to expectations from phenomenological models as well as results from previous measurements. From the double-differential ρ 0 cross-section, the effective intercept and slope of the leading Regge trajectory in the measurement phasespace are extracted:

α(t = 0) = 1.0659 ± 0.0033 (stat.) +0.0099/−0.0059 (syst.) α (t = 0) = 0.243 ± 0.050 (stat.) +0.030/−0.042 (syst.) GeV −2 .

Translation of abstract (German)

Exklusive Photoproduktion von ρ 0 Vektormesonen wird mit dem H1 Detektor am HERA Beschleuniger studiert. Ein Datensatz von über 900 000 π + π − Photopro- duktionsreignissen wurde in den Jahren 2006-2007 unter Verwendung des H1 Fast Track Triggers aufgezeichnet. Er entspricht einer integrierten Luminosität von 1.3 pb −1 . Der Datensatz wird verwendet um einfach, doppelt und dreifach differen- zielle π + π − Photoproduktionswirkungsquerschnitte als Funktion der invarianten Masse der beiden Pionen m ππ , der Photon-Proton Kollisionsenergie W γp und des quadratischen Impulsübertrags am Protonvertex t zu studieren. Der Phasenraum ist auf 0.5 GeV < m ππ < 2.2 GeV, 20 GeV < W γp < 80 GeV, −t < 1.5 GeV 2 , sowie eine Photonvirtualität Q 2 < 0.1 GeV 2 beschränkt. Ereignisse, in denen das gestreute Proton erhalten bleibt, werden statistisch von solchen getrennt, in denen es in ein hadronisches System niedriger Masse im Bereich m p < m Y < 10 GeV dissoziiert. Die m ππ Verteilungen werden durch ein Söding-Modell parametrisiert, um den ρ 0 Beitrag zur π + π − Produktion zu extrahieren. Einfach und doppelt differenzielle ρ 0 Wirkungsquerschnitte werden als Funktion von W γp und t gemessen. Die beobachteten kinematischen Abhängigkeiten der Wirkungsquerschnitte werden mittels Fits parametrisiert und mit Erwartungen aus phänomenologischen Modellen sowie Ergebnissen früherer Messungen verglichen. Aus dem doppelt differenziellen ρ 0 Wirkungsquerschnitt werden der effektive Achsenabschnitt und die Steigung der führenden Regge-Trajektorie im Phasenraum der Messung extrahiert:

α(t = 0) = 1.0659 ± 0.0033 (stat.) +0.0099/−0.0059 (syst.) α (t = 0) = 0.243 ± 0.050 (stat.) +0.030/−0.042 (syst.) GeV −2 .

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schöning, Prof. Dr. André
Place of Publication: Heidelberg
Date of thesis defense: 27 November 2019
Date Deposited: 09 Dec 2019 13:22
Date: 2019
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Photoproduktion, HERA <Teilchenbeschleuniger>, Differentieller Wirkungsquerschnitt, Pomeron
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