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Measurement and QCD Analysis of Diffractive Jet Cross Sections in Deep-Inelastic Scattering at HERA

Mozer, Matthias Ulrich

German Title: Messung und QCD-Analyse Diffraktiver Jet-Wirkungsquerschnitte in Tief Inelastischer Streuung bei HERA

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Abstract

Die Messung differentieller Wirkungsquerschnitte von Zwei-Jet Produktion in diffraktiver tief inelastischer Streuung am HERA Beschleuniger wird pr\"asentiert. Der untersuchte Proze\ss\ ist vom Typ $ep\rightarrow eXY$, wobei das zentrale hadronische System $X$ mindestens zwei Jets umfa\ss t und vom System $Y$ durch eine L\"ucke in der Rapidit\"at getrennt ist. Das vorw\"arts liegende System $Y$ besteht aus einem elastisch gestreuten Proton oder einem Dissotiationssystem niedriger Masse. Die Daten wurden w\"ahrend der Jahre 1999 und 2000 mit dem H1 Detektor aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminosit\"at von 51.5~\pb. Die gemessene Wirkungsquerschnitte werden mit NLO QCD Vorhersagen fester Ordnung verglichen. Die Vorhersagen basieren dabei auf diffraktiven Partondichten, die bereits bei H1 durch eine NLO QCD Analyse inklusiver diffraktiver tief inelastischer Streuung bestimmt wurden. Die Vorhersage und die Daten zeigen signifikante Unterschiede. Allerdings wird der Zwei-Jet Wirkungsquerschnitt durch die diffraktive Gluondichte dominiert, die in der oben ge\-nannten Analyse nur mit erheblichen Unsicherheiten extrahiert werden konnte. Deshalb wurde eine kombinierte QCD Analyse der bereits publizierten inklusiven diffraktiven Daten und der Zwei-Jet Daten durchgef\"uhrt. Die kombinierte Ana\-lyse erlaubt die Be\-stimmung der diffraktiven Quark- und Gluondichte mit ver\-gleich\-barer Genauigkeit. Die gleichzeitige Beschreibung inklusiver Diffraktion und der Zwei-Jet Daten best\"atigt die QCD-Faktorisierung.

Translation of abstract (English)

Differential cross sections for the production of two jets in diffractive deep inelastic scattering (DIS) at HERA are presented. The process studied is of the type $ep\rightarrow eXY$, where the central hadronic system $X$ contains at least two jets and is separated from the system $Y$ by a gap in rapidity. The forward system $Y$ consists of an elastically scattered proton or a low mass dissociation system. The data were taken with the H1 detector during the years of 1999 and 2000 and correspond to an integrated luminosity of 51.5~\pb. The measured cross sections are compared to fixed order NLO QCD predictions, that use diffractive parton densities which have previously been determined by a NLO QCD analysis of inclusive diffractive DIS at H1. The prediction and the data show significant differences. However, the dijet cross section is dominated by the diffractive gluon density, which can be extracted by the above mentioned analysis only with considerable uncertainty. Hence a combined QCD analysis of the previously published inclusive diffractive data and the dijet data is performed. This combined fit analysis allows the determination of diffractive quark and gluon densities with comparable precision. The common description of inclusive diffractive data and the dijet data confirms QCD factorization.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Eisele, Franz
Date of thesis defense: 24. July 2006
Date Deposited: 27. Jul 2006 13:08
Date: 2006
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Elementarteilchenphysik, Elektron-Proton-Streuung
Uncontrolled Keywords: Diffraktion , JetsDiffraction , Jets
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