German Title: Suche nach Drell Yan Ereignissen in Wurzel s = 41.6 GeV p-N Kollisionen bei HERA-b

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Abstract

In this thesis, the data taken with the HERA-b detector in the running period 2002/2003 is used to measure the cross section of the Drell Yan process, where quark and antiquark annihilate and produce a lepton pair. HERA-b, a fixed target spectrometer, is one of the four experiments at the storage ring HERA at DESY. It uses the proton beam to produce collisions with wire targets of different materials. The main challenge of the thesis is to extract a Drell Yan signal from the dataset without loosing too many events and to find a suitable background simulation which can be subtracted from the kinematical distributions. For this purpose, a Single Track Monte Carlo is generated to calculate event weights, which are applied to the likesign dataset. This procedure is necessary since the detector acceptance of HERA-b is dependant on the charges of the leptons. After background subtraction and acceptance and luminosity corrections, differential cross sections of the Drell Yan process are plotted, for the first time in the negative xf regime. These are compared to results from E772 and NA50. Also, the dependance of the Drell Yan cross section on the mass number of the target material is calculated.

Translation of abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit werden Daten, die am HERA-b Detektor gesammelt wurden, benutzt um den Wirkungsquerschnitt des Drell Yan Prozesses zu messen. Bei diesem Prozess annihilieren Quark und Antiquark und bilden ein Leptonenpaar. HERA-b ist ein Fixed-Target Experiment am Speicherring HERA am DESY in Hamburg. Dort wird der Protonenstrahl von HERA mit Drähten aus verschiedenen Materialien zur Kollision gebracht. Die größte Herausforderung dieser Arbeit ist, aus den Daten das Drell Yan Signal zu extrahieren, ohne zuviele Ereignisse zu verlieren. Ausserdem muss eine geeignete Untergrundsimulation gefunden werden, um in den kinematischen Verteilungen den Untergrund abziehen zu können. Zu diesem Zweck werden Ereignisse mit Leptonenpaaren gleicher Ladung mit Gewichten versehen, die aus einer speziellen Einzelspur-Monte Carlo Simulation gewonnen werden. Diese Gewichte sind notwendig, da die Akzeptanz des HERA-b Detektors von der Ladung der Leptonen abhängig ist. Nach der Subtraktion des Untergrundes und der Korrektur auf Detektorakzeptanz und Luminosität werden differentielle Wirkungsquerschnitte gezeigt, die zum ersten Mal im negativen xf-Bereich gemessen wurden. Diese werden mit Ergebnissen der Experimente E772 und NA50 verglichen. Ausserdem wird die Abhängigkeit des Drell Yan Wirkungsquerschnitts von der Massenzahl des Materials, in dem die Wechselwirkung stattfindet, berechnet.