English Title: Studies of Parton Dynamics at Low Bjørken-x in Deep Inelastic Scattering Using 3-Jet Events at HERA

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Abstract

Es wurden Drei-Jet-Ereignisse bei niedrigen Werten der Bjørkenschen Skalenvariablen x (10^(-4)<x<10^(-2)) und niedrigen Photonvirtualitäten Q^2 (5 GeV^2<Q^2<80 GeV^2) in tief-unelastischer Positron-Proton-Streuung untersucht. Die zur Analyse genutzten, in den Jahren 1999 und 2000 von H1 aufgezeichneten Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von 44.2 pb^(-1). Es sollte untersucht werden, ob in kt ungeordnete Gluon-Abstrahlungen in QCD-Parton-Kaskaden auftreten. Solche Abstrahlungen sind mit Termen proportional zu log 1/x in der QCD-Entwicklung verknüpft, die bei der DGLAP-Evolution größtenteils vernachlässigt werden. Die gemessenen differentiellen Drei-Jet-Wirkungsquerschnitte wurden mit QCD-Vorhersagen zweiter und dritter Ordnung in der starken Kopplungskonstante alpha_s sowie mit Monte-Carlo-Ereignisgeneratoren in führender Ordnung alpha_s verglichen. Die QCD-Vorhersage dritter Ordnung in alpha_s liefert eine gegenüber der (alpha_s^2)-Rechnung deutlich verbesserte Beschreibung der Daten. Trotzdem unterschätzt die (alpha_s^3)-Vorhersage die Daten, vor allem bei kleinen x und bei Ereignissen mit mehr als einem Jet in Vorwärts-Richtung. Versuche, mit Observablen die Ordnung der Abstrahlungen im Transversalimpuls und in der Pseudorapidität direkt zu untersuchen, waren nicht erfolgreich.

Translation of abstract (English)

Three-jet events in deep-inelastic positron-proton collisions have been investigated in the region of low values of the Bjørken scaling variable x (10^(-4)<x<10^(-2)) and low photon virtualities Q^2 (5 GeV^2<Q^2<80 GeV^2).The total luminosity of the data used in this analysis and collected by H1 in 1999 and 2000 is 44.2 pb^(-1). One goal was to investigate whether gluon radiation unordered in kt exists in QCD parton cascades. Such radiation is associated with terms proportional to $\log1/x$ in the QCD evolution which are mostly neglected by the DGLAP approximation. Differential three-jet cross sections are compared to QCD predictions of second and third order in the strong coupling constant alpha_s and to the predictions of leading order alpha_s Monte Carlo generators. While the alpha_s^3 prediction significantly improves the description of the data with respect to the alpha_s^2 calculation, it underestimates the data especially at low x and the number of events with more than one jet in the forward direction. Attempts to directly investigate the ordering of the radiated gluons with respect to transverse momentum and to pseudorapidity were not successful.