Deutsche Übersetzung des Titels: Ein Monte Carlo Modell für Jet-Entwicklung mit Energieverlust

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Abstract

In this thesis the Monte Carlo generator JEWEL (Jet Evolution With Energy Loss) is presented. It interleaves the perturbative final state parton shower evolution with medium interactions occurring in ultra-relativistic nuclear collisions. It contains a microscopic model of elastic scattering so that the probability for scattering can be compared to the splitting probability in each step during the evolution. Radiative processes are included in a schematic way by increasing the splitting probability. The perturbative parton shower is interfaced with a string hadronisation model that is suited also for jets in a nuclear environment. In the absence of medium effects JEWEL reproduces important benchmark measurements in e+ + e- collisions. In the medium the modifications of jet characteristics due to collisional and radiative energy loss as well as the jet-induced modifications of the medium are characterised. A set of jet observables that should allow to discriminate between elastic and radiative energy loss is identified. Broadening of jets due to energy loss is sensitive to hadronisation, but generally very little broadening is observed in JEWEL. Finally, further developments of the model are outlined. This includes the geometry and expansion of the medium and a microscopic model of inelastic scattering. Furthermore, a prescription how to include the suppression of induced gluon radiation due to an interference phenomenon (LPM effect) in a Monte Carlo model is presented.

Übersetzung des Abstracts (Deutsch)

In dieser Arbeit wird das Monte Carlo Modell JEWEL (Jet Evolution With Energy Loss) vorgestellt. Es verbindet die störungstheoretische Entwicklung einer Partonkaskade im Endzustand einer harten Reaktion mit Wechselwirkungen in einem Medium, wie sie in ultrarelativistischen Kollisionen von Atomkernen auftreten. Es enthält ein mikroskopisches Modell für elastische Streuung, so dass in jedem Schritt während der Entwicklung die Wahrscheinlichkeit für eine Verzweigung (splitting) mit der für Streuung verglichen werden kann. Radiative Prozesse werden schematisch durch eine Erhöhung der Verzweigungswahrscheinlichkeit behandelt. Die störungstheoretische Partonkaskade ist mit einem Hadronisierungsmodell verbunden, das auch für Jets in nuklearen Umgebungen geeignet ist. In der Abwesenheit von Mediumeffekten wird gezeigt, dass JEWEL wichtige Messungen von Jeteigenschaften in e+ + e- Kollisionen reproduziert. Im Medium werden Modifikationen von Jetcharakteristika durch elastischen und radiativen Energieverlust sowie jetinduzierte Veränderungen des Mediums charakterisiert. Einige Jetobservablen, die eine Unterscheidung zwischen elastischem und radiativem Energieverlust ermöglichen sollten, können gefunden werden. Die Verbreiterung von Jets durch Energieverlust ist auf die Hadronisierung sensitiv, aber allgemein ist in JEWEL nur eine geringe Verbreiterung zu beobachten. Schließlich werden Weiterentwicklungen des Modells skizziert. Dazu zählen die Geometrie und Expansion des Mediums und eine mikroskopische Beschreibung von inelastischer Streuung. Außerdem wird ein Verfahren vorgestellt, wie die Unterdrückung von induzierter Gluonabstrahlung aufgrund eines Interferenzphänomens (LPM-Effekt) in Monte Carlo-Modelle implementiert werden kann.