| Autor(en): |
Jan Kretzschmar |
Titel: |
Aprecision measurement of the proton structure function F 2 with the H1 experiment |
| Gutachter: |
Hermann Kolanoski; Max Klein; Thomas Lohse |
| Erscheinungsdatum: |
11.04.2008 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10088443)
|
| Fachgebiet(e): |
Physik |
| Schlagwörter (ger): |
Protonstruktur, F2, tief-inelastische Streuung, H1 |
| Schlagwörter (eng): |
Proton Structure, F2, Deep-Inelastic Scattering, H1 |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Zitationshinweis: |
Kretzschmar, Jan:
Aprecision measurement of the proton structure function F 2 with the H1 experiment;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 11.04.2008, urn:nbn:de:kobv:11-10088443
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| Abstract (ger): |
| Der H1 Detektor ist eines der komplexen Messinstrumente am HERA
Beschleuniger. Er wurde gebaut, um die Wechselwirkung von Elektronen
und Protonen bei höchsten Schwerpunktenergien von bis zu 320 GeV zu
untersuchen. Ein Hauptthema ist die Bestimmung der
Protonstruktur mit der bestmöglichen Genauigkeit über die Messung des
inklusiven tiefinelastischen Wirkungsquerschnitt als
Funktion der kinematischen Variablen x und Q2.
In dieser Arbeit wird eine neue Messung des tiefinelastischen
Wirkungsquerschnitt vorgestellt. Dazu werden Daten analysiert, welche
im Jahre 2000 aufgezeichnet wurden. Die Messung
ist beschränkt auf den Bereich mittlerer und niedriger Inelastizität
y. In diesem Bereich ist die Messung des
reduzierten Wirkungsquerschnittes fast identisch mit der
Protonstrukturfunktion F2. Die Messung erstreckt sich über etwa
eine Größenordnung in der Photon-Virtualität, 10 < Q2 < 180 GeV2,
und drei Größenordnungen in der Bjorken Skalenvariable, 0.00013 < x < 0.15.
Die Genauigkeit ist durch systematische Unsicherheiten
limitiert. Im Vergleich zu den publizierten Ergebnissen mit den Daten
aus den Jahren 1996/97 konnten diese Unsicherheiten signifikant
reduziert werden. Die Fehler der
neuen Messung liegen meist im Bereich von 1,3 - 2,0%, was eine
Verbesserung um ca. 30% gegenüber früheren
Resultaten darstellt. Keiner der systematischen Effekte dominiert die
Unsicherheiten für die Mehrzahl der Messpunkte.
Ein unerwartetes Ergebnis ist die
signifikante Abweichung der neuen Messung von der publizierten. Eine
neue Analyse der alten Daten zeigt, dass diese Diskrepanz nicht in den
Daten selbst liegt. Es wird weiterhin gezeigt, dass Annahmen über die
simulierten Ereignisdaten, welche für die Analyse der alten Daten
verwendet wurden, falsch waren. Der Effekt ist eine um bis zu 3%
falsche Messung. Nach einer Korrektur dieses Effektes stimmen die alte
und die neue Messung unter Berücksichtigung ihrer Unsicherheiten
miteinander überein. |
| Abstract (eng): |
| The H1 detector at the HERA collider is a complex
device to study the interactions of electrons and protons at a centre
of mass energy of 320 GeV. One of the main goals is to
determine the sub structure of the proton with the best possible
precision by measuring the inclusive Deep Inelastic
Scattering cross section as a function of the kinematic variables
Q2 and x.
This work presents a new measurement of the inclusive Deep Inelastic
$ep$ Scattering cross section using the data taken with the H1
experiment in the year 2000. The measurement is restricted to the
region of low and intermediate inelasticities y. In this domain the
reduced cross section is mostly identical to the proton structure
function F2. About one order of magnitude in the photon virtuality, 10
< Q2 < 180 GeV2, and three orders of magnitude in the Bjorken scaling
variable, 0.00013 < x < 0.15, are covered.
The accuracy in this range is limited by systematic
uncertainties. Compared to the published results using
the data from the years 1996/97, these uncertainties
are reduced by a significant amount and a self consistent measurement is
presented. The errors of the new measurement are typically in the range
of 1.3 - 2.0%, which means a 30% improvement over the
previously published results. None of the considered systematic error
sources dominates the total uncertainty in the bulk of the
measurement.
An unexpected but nevertheless very important result is the observed
discrepancy of the measurement to the previously published H1 results.
A new analysis of the older data shows, that the data sets themselves
are not responsible for this. It is also found, that assumptions made
for the simulated event sample were wrong and therefore the published
cross section measurement is biased by up to 3%. An approximate
correction of the published data leads to a reasonable agreement of
the old and the new measurement within their respective uncertainties.
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