Heidelberg 1999 – scientific programme

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T: Teilchenphysik

T 103: Protonstruktur 1

T 103.1: Group Report

Monday, March 15, 1999, 14:00–14:25, TE10

Messung und Phänomenologie der Strukturfunktion F₂(x,Q²) des Protons bei kleinen x und Q² mit dem ZEUS-Detektor — •C. Amelung — Physikalisches Institut der Universität Bonn

Die von ZEUS gemessene Proton-Strukturfunktion F₂(x,Q²) aus Daten der tief-inelastischen e⁺p-Streuung (DIS), die in den Jahren 1994 und 1995 aufgezeichnet wurden, überdeckt einen Bereich von 0.1 GeV²<Q²<5000 GeV². Im Jahr 1995 wurde der bei ZEUS meßbare kinematische Bereich durch Einbau des Beam Pipe Calorimeter (BPC) und durch zeitweiligen Betrieb von HERA mit verschobenem Wechselwirkungspunkt zu solch kleinen Q² erweitert. Methodik und experimentelle Aspekte der Messungen werden diskutiert. Im oberen Q²-Bereich läßt sich F₂ im Rahmen der perturbativen QCD (pQCD) beschreiben. Aus einem pQCD-Fit an die Daten wird die Gluon-Dichte mit einem relativen Fehler von etwa 10% bestimmt. Es wird untersucht, bis zu welchem Q² ein solcher Fit die Daten beschreiben kann. Bei sehr kleinen Q² werden auf hadronischen Wechselwirkungen basierende Modelle verwendet. Mit diesen Modellen wird die W²-Abhängigkeit der Daten zu Q² = 0 extrapoliert und die Q²-Abhängigkeit untersucht und mit dem gemessenen totalen Photoproduktionswirkungsquerschnitt verglichen. Der Übergang zwischen großen und kleinen Q² wird mit auf pQCD und Regge-Theorie basierenden Fits an die Daten untersucht. Dabei werden insbesondere die Ableitungen der Strukturfunktion dF₂/dlnQ² bei festem x und dlnF₂/dln(1/x) bei festem Q² betrachtet, woraus auf das Verhalten von Quark- und Gluondichten geschlossen werden kann. Das BPC wurde 1997 durch den Beam Pipe Tracker (BPT), einen Spurdetektor aus Silizium-Streifen, ergänzt. Die neue Messung von F₂ mit BPC- und BPT-Daten des Jahres 1997 wird vorgestellt. Mit dem BPT ergeben sich eine verbesserte Untergrundunterdrückung und dadurch kleinere systematische Fehler. Diese Messung deckt den kinematischen Bereich 0.065 GeV²<Q²<0.65 GeV² ab. Damit wird der Anschluß an Daten des Fixed-Target-Experiments E665 erreicht und eine genauere Untersuchung der Physik des Übergangs zwischen DIS und Photoproduktion ermöglicht.