Изучение рождения тяжелых кварков на электронно-протонном коллайдере HERA в эксперименте ZEUS
Диссертация
Электронно-протонные столкновения позволяют изучать несколько процессов рождения тяжёлых кварков. Доминирующим механизмом взаимодействия электронов с протонами при доступных энергиях является обмен фотоном. При этом одним из основных процессов рождения тяжёлых кварков является слияние обменного фотона с глюоном из структуры протона с образованием кварк-антикварковой пары. Таким образом, фотон… Читать ещё >
Содержание
- Введение
- 2. Рождение тяжелых кварков в ер столкновениях
- 1. Кинематика ер рассеяния
- 2. Основные процессы рождения тяжелых кварков в ер столкновениях
- 3. Описание рождения тяжелых кварков в КХД
- 4. Адронизация тяжелых кварков
- 5. Монте-Карло моделирование рождения тяжелых кварков
- 3. Использование детектора ZEUS для регистрации рождения тяжелых кварков на коллайдере HERA
- 1. Электрон-протонный коллайдер HERA
- 2. Многоцелевой детектор ZEUS
- 4. Полное сечение сс фоторождения
- 1. Экспериментальные условия
- 2. Реконструкция D*± мезонов
- 3. Отбор событий фоторождения
- 4. Выделение D*± сигнала
- 5. Вычисление ep—^D^X сечения
- 6. Переход к -ур-^ссХ сечению и сравнение с предсказаниями NLO QCD
- 5. Исследование инклюзивного фоторождения и мезонов
- 1. Экспериментальные условия
- 2. Особенности анализа
- 2. 1. Выделение сигналов В*±- мезонов в данных 1994 г
- 2. 2. Выделение сигналов мезонов в данных 1996−1997г.г
- 2. 3. Выделение сигнала мезонов в данных 1996−1997 г. г
- 3. Дифференциальные сечения фоторождения и В^ мезонов. Сравнение с предсказаниями N1,0 С^СБ
- 4. Сравнение с вычислениями, проделанными в полужестком подходе С^СБ
- 5. Сравнение с предсказаниями модели ВКЪ
- 6. Дифференциальные сечения тагированного фоторождения 1)*± мезонов
- 1. Особенности анализа тагированного фоторождения И*±- мезонов
- 2. Сравнение дифференциальных сечений тагированного фоторождения Б*^ мезонов с предсказаниями 1[ЬО С^СБ
- 3. Сравнение с предсказаниями модели ВК
- 7. Ассоциированное рождение мезонов и струй с большими поперечными импульсами
- 1. Струи с большими поперечными импульсами
- 2. Инклюзивное фоторождение струй в событиях с реконструированными 1)*± мезонами
- 3. Реконструкция для событий с двумя и более струями и 1)*± мезоном
- 8. Рождение чарма в глубоко-неупругом рассеянии
- 1. Особенности изучения рождения чарма в ГНР
- 2. Сравнение дифференциальных сечений рождения чарма в ГНР с теоретическими предсказаниями
- 3. Вклад чарма в протонную структурную функцию
- 9. Изучение адронизации чарма и спектроскопии D—мезонов на HERA
- 1. Отношение сечений фоторождения Df и D*± мезонов и подавление странности во фрагментации чарма
- 2. Наблюдение нейтральных Р-волновых очарованных мезонов на HERA
- 3. Реконструкция очарованно-странных мезонов
- 4. Поиск радиально-возбужденных очарованных D*f± мезонов
- 10. Первые результаты о рождении bb на HERA
- 1. Особенности экспериментальной процедуры
- 2. Дифференциальные сечения для электронов от полу-лептонных распадов с— и 6—кварков
- 3. Сечение фоторождения бьюти на HERA
Список литературы
- L.K. Gladilin (On behalf of the HI and ZEUS collaborations), «Open Charm Production at HERA77, Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 75B (1999) 117.
- L.K. Gladilin (For the HI and ZEUS Collaborations), „B-physics at HERA“, Nucl. Instrum. Methods km (2000) 120.
- L.K. Gladilin, „Charm Hadron Production Fractions“, hep-ex/9 912 064.
- ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al, Phys. Lett. B348 (1995) 665.
- ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., „Study of D*±(2010) Production in ep Collisions at HERA“, Phys. Lett. B349 (1995) 225.
- ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., Phys. C68 (1995) 29.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., „Differential Cross Sections of Photoproduction in ep Collisions at HERA“, Phys. Lett. B401 (1997) 192.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., „D* Production in Deep Inelastic Scattering at HERA“, Phys. Lett. B407 (1997) 402.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C2 (1998) 77.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C7 (1999) 609.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., „Measurement of inclusiue D*± and associated dijet cross sections in photoproduction at HERA“, Eur. Phys. J. C6 (1999) 67.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., „Measurement of D*± production and the charm contribution to E2 in deep inelastic scattering at HERA“, Eur. Phys. J. C12 (2000) 35.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Phys. Lett. B479 (2000) 37.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., 'Measurement of Inclusive Df Photoproduction at HERA», Phys. Lett. B481 (2000) 213.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C14 (2000) 213.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., «Measurement of open beauty production in photoproduction at HERA», Eur. Phys. J. C18 (2001) 625.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., «Production of P-wave charm mesons at HERA », contributed paper 448 to the XXX International Conference on High Energy Physics, Osaka, Japan, July-August 2000.
- ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., «D** production in deep inelastic scattering», contributed paper 449 to the XXX International Conference on High Energy Physics, Osaka, Japan, July-August 2000.
- ZEUS Collaboration, S. Chekanov, ., L.K. Gladilin et al., «Production of the excited charm-strange meson D^ (2536) at HERAcontributed paper 497 to the International Europhysics Conference on High Energy Physics 2001, Budapest, Hungary, July 2001.
- ZEUS Collaboration, M. Derrick et al., Phys. Lett. B293 (1992) 465- The ZEUS Detector: Status Report 1993, DESY 1993.
- N. Harnew et al., Nucl. Instrum. Methods A279 (1989) 290- B. Foster et al., Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 32 (1993) 181- B. Foster et al., Nucl. Instrum. Methods A338 (1994) 254.
- J. Andruszkow et al., DESY 92−066 (1992) —
- ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., Z. Phys. C63 (1994) 391.
- L.K Gladilin, «ZEUS Report», Open Session of the 49th Meeting of the Physics Research Committee, DESY, May 2−3 2000-
- B. Foster, L.K. Gladilin, ZEUS-Note 00−012.
- L.K Gladilin, E. Laenen, «Heavy Flavour Physics at HERA IF, DESY Forum (http://webcast.desy.de/), DESY, July 6 2001.
- THERA study group, H. Abramowicz, ., L.K. Gladilin et al., «Electron-proton scattering at y/s ~ 1 TeV. Physics and experimentation with THERA», TESLA technical desigh report (http://tesla.desy.de/), DESY 2001−011, ECFA 2001−209, Appendix.
- L.K Gladilin and I. Redondo, «Heavy quark production measurements at THERA», The THERA Book (http://www.ifn.de/thera/tbook/), DESY 01-123 °F vol 4, DESY-LC-REV-2001−062, 2001- hep-ph/105 126.
- T. Uematsu and T.F. Walsh, Phys. Lett. B101 (1981) 263- Nucl. Phys. B199 (1982) 93.
- F. Borzumati and G. Schuler, Z. Phys. C58 (1993) 139.
- M. Drees and R. Godbole, Phys. Rev. D50 (1994) 3124.
- G. Schuler and T. Sjostrand, Phys. Lett. B376 (1996) 193.
- J.C. Collins, D. Soper and G. Sterman, Nucl. Phys. B263 (1986) 37.
- P. Nason, S. Dawson and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B303 (1988) 607.
- P. Nason, S. Dawson and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B327 (1989) 49- erratum ibid. 335 (1990) 260.
- W. Beenakker, H. Kuijf, W.L. van Neerven and J. Smith, Phys. Rev. D40 (1989) 54.
- W. Beenakker, W.L. van Neerven, R. Meng, G.A. Schuler and J. Smith, Nucl. Phys. B351 (1991) 507.
- B. Lampe, Fortschr. Phys. 40 (1992) 329.
- M. Cacciari and M. Greco, Nucl. Phys. B421 (1994) 530.
- B.A. Kniehl, M. Kramer, G. Kramer and M. Spira, Phys. Lett. B356 (1995) 539.
- M. Cacciari and M. Greco, Z. Phys. C69 (1996) 459.
- L.V. Gribov, E.M. Levin and M.G. Ryskin, Phys. Reports 100 (1983) 1.
- E.M. Levin and M.G. Ryskin, Phys. Reports 189 (1990) 267.
- E.M. Levin, M.G. Ryskin, Yu.M. Shabelski and A.G. Shuvaev, Sov. J. Nucl. Phys. 53 (1991) 657-
- Sov. J. Nucl. Phys. 54 (1991) 867.
- S. Catani, M. Ciafaloni and F. Hautmann, Phys. Lett. B242 (1990) 97- Nucl. Phys. B366 (1991) 135.
- J.C. Collins and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B360 (1991) 3.
- G. Marchesini and B.R. Webber, Nucl. Phys. B386 (1992) 215.
- E.A. Kuraev, L.N. Lipatov and V.S. Fadin, Sov. Phys. JETP 45 (1977) 199-
- Y.Y. Balitskii and L.N. Lipatov, Sov. J. Nucl. Phys. 28 (1978) 822.
- M. Ciafaloni, Nucl. Phys. B296 (1988) 49-
- S. Catani, F. Fiorani, G. Marchesini, Phys. Lett. B234 (1990) 339- S. Catani, F. Fiorani, G. Marchesini, Nucl. Phys. B336 (1990) 18- G. Marchesini, Nucl. Phys. B445 (1995) 49.
- N. Isgur and M. B. Wise, Phys. Lett B232 (1989) 113- M. Neubert, Phys. Reports A245 (1994) 259.
- N. Isgur and M.B. Wise, Phys. Rev. Lett. 66 (1991) 1130- J.L. Rosner, Comm. Nucl. Part. Phys. 16 (1986) 109.
- CLEO Collaboration, S. Anderson et al., Nucl. Phys. A663 (2000) 647.
- S. Godfrey and N. Isgur, Phys. Rev. D32 (1985) 189.
- D. Ebert, V.O. Galkin, R.N. Faustov, Phys. Rev. D57 (1998) 5663.
- DELPHI Collaboration, P. Abreu et al., Phys. Lett. B426 (1998) 231.
- OPAL Collaboration, submitted to the XXIX International Conference on High Energy Physics, ICHEP 98, Vancouver, Canada, July 1998, OPAL PN 352.
- J.L. Rodriguez (CLEO Collaboration), «Hadronic Decays of Beauty and Charm at CLEO», Heavy Quarks at Fixed Targets, Fermilab, October 1998, edited by Harry W.K. Cheung and Joel N. Butler (1999), hep-ex/9 901 008.
- C .F. Weizsacker, Z. Phys. 88 (1934) 612- E .J. Williams, Phys. Reports 45 (1934) 729.
- V.M. Budnev et al., Phys. Reports 15C (1975) 181.
- S. Nussinov, Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 1672-
- G.J. Feldman et al., Phys. Rev. Lett. 38 (1977) 1313.
- Particle Data Group, C. Caso et al., Eur. Phys. J. C3 (1998) 1.
- F. Jacquet and A. Blondel, in «Proceedings of the Study of an ep Facility for Europe», ed. U. Amaldi, DESY 79/48 (1979) 391.
- Particle Data Group, M. Aguilar-Benitez et al., Phys. Rev. D50 (1994) 1173.
- Particle Data Group, R.M. Barnett et al., Phys. Rev. D54 (1996) 1.
- Particle Data Group, D.E. Groom et al., Eur. Phys. J. C15 (2000) 1.
- H. Plothow-Besch, The Parton Distribution Function Library, Int. J. Mod. Phys. A10 (1995) 2901.
- OPAL Collaboration, R. Akers et al., Z. Phys. C67 (1995) 27.
- PEC Collaboration, M.I. Adamovich et al., Phys. Lett. B187 (1987) 437- E691 Collaboration, J.C. Anjos et al., Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 2503- N A-14/2 Collaboration, M.P. Alvarez et al., Z. Phys. C60 (1993) 53.
- S. Frixione et al., Phys. Lett. B348 (1995) 633- S. Frixione et al., Nucl. Phys. B431 (1994) 453.
- S. Frixione et al., Nucl. Phys. B454 (1995) 3.
- S. Frixione et al., Nucl. Phys. B412 (1994) 225- M.L. Mangano et al., Nucl. Phys. B373 (1992) 295.
- Hl Collaboration, S. Aid et al., Nucl. Phys. B472 (1996) 32.
- Hl Collaboration, 'Photoproduction of D* Mesons in e-p Collisions at HERA», Contributed paper to HEP97, Jerusalem, August 1997, Abstract 276.
- O. Deppe, PhD Thesis, Univ. Hamburg 1999, DESY-THESIS-2000−006.
- B.A. Kniehl et al., Z. Phys. C76 (1997) 689- J. Binnewies et al., Z. Phys. C76 (1998) 677-
- J. Binnewies et al., Phys. Rev. D58 (1998) 14 014- B.A. Kniehl, private communication.
- C. Peterson et al., Phys. Rev. D27 (1983) 105.
- J. Chrin, Phys. C36 (1987) 163.
- P. Aurenche et al., Z. Phys. C56 (1992) 589.
- B.A. Kniehl, G. Kramer, private communication.
- M. Cacciari et al., Phys. Rev. D55 (1997) 2736- ibid 7134- M. Cacciari, private communication
- M. Gluck, E. Reya and A. Vogt, Phys. Rev. D46 (1992) 1973.
- L.E. Gordon and J.K. Storrow, Z. Phys. C56 (1992) 307.
- L.E. Gordon and J.K. Storrow, Nucl. Phys. B489 (1997) 405- hep-ph/9 607 370.
- P. Aurenche et al., Z. Phys. C64 (1994) 621.
- CLEO Collaboration, D. Bortoletto et al., Phys. Rev. D37 (1988) 1719- CLEO Collaboration, D. Bortoletto et al., Phys. Rev. D39 (1989) 1471.
- CLEO Collaboration, P. Avery et al., Phys. Rev. D43 (1991) 3599.
- ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Phys. Lett. B207 (1988) 109.
- ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Z. Phys. C52 (1991) 353.
- ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Z. Phys. C54 (1992) 1.
- OPAL Collaboration, G. Alexander et al, Z. Phys. C72 (1996) 1.
- OPAL Collaboration, K. Ackerstaff et al., Eur. Phys. J. CI (1998) 439.
- ALEPH Collaboration, R. Barate et al., CERN/EP 99−094, hep-ex/9 909 032, submitted to Eur. Phys. J. C .
- DELPHI Collaboration, D. Bloch et al., DELPHI-98−120 CONF 181, contributed paper 122 to the ICHEP98 Conference Vancouver, Canada, July 1998.
- DELPHI Collaboration, P. Abreu et al., CERN-EP/99−67, submitted to Eur. Phys. J. C.
- CLEO Collaboration, R. Giles et al., Phys. Rev. D29 (1984) 1285.
- M. Samuel, Phys. Lett. B397 (1997) 241.
- P. Nason and C. Oleari, Phys. Lett. B447 (1999) 327 and hep-ph/9 903 541.
- C. Oleari, private communication.
- B. Andersson et al., Phys. Reports 97 (1983) 31.
- B.R. Webber, Nucl. Phys. B238 (1984) 492.
- T. Sjostrand, Comp. Phys. Comm. 39 (1986) 347-
- T. Sjostrand and M. Bengtsson, Comp. Phys. Comm. 43 (1987) 367.
- T. Sjostrand, Comp. Phys. Comm. 82 (1994) 74.
- G. Marchesini et al., Comp. Phys. Comm. 67 (1992) 465.
- H. Jung, Comp. Phys. Comm. 86 (1995) 147.
- G. Ingelman, J. Rathsman and G.A. Schuler, Comp. Phys. Comm. 101 (1997) 135.
- K. Charchula, G.A. Schuler and H. Spiesberger, Comp. Phys. Comm. 81 (1994) 381.
- A. Kwiatkowski, H. Spiesberger and H.-J. Moring Comp. Phys. Comm. 69 (1992) 155.
- GEANT 3.13, R. Brun et al., CERN/DD/EE/84−1 (1987).
- B.D. Burow, «FUNNEL: Towards Comfortable Event Processing», Proceedings of the international Conference on the Computing in High Energy Physics, CHEP'95, Rio de Janeiro, Brazil, Sept. 1995, editors R. Shellard and T. Nguyen, World Scientific, p. 59.
- HERA: A proposal for a Large Electron Proton Colliding Facility at DESY (Hamburg, 1981), DESY-HERA-81/10.
- S.P. Baranov and N.P. Zotov, Phys. Lett. B458 (1999) 389- N.P. Zotov, private communication.
- J. Blumlein, «On the kt dependent gluon density of the proton», Proceedings of the Workshop on Deep Inelastic Scattering and QCD, edited by J. Laporte, Y. Sirois (1995), DESY 95−121.
- M. Gluck, E. Reya and A. Vogt, Z. Phys. C67 (1995) 433.
- A.B. Бережной, B.B. Киселёв и A.K. Лиходед,
- ЯФ, т. 63, в. 9, с. 1682- Yad. Fiz. Phys. At. Nucl. 63 (2000) 1595- A.V. Berezhnoy, V.V. Kiselev and A.K. Likhoded, Phys. Rev. D62 (2000) 74 013.
- E. Norrbin and T. Sjostrand, «Drag effects in charm photoproduction», Proceedings of the Workshop on Monte Carlo Generators for HERA Physics, edited by A.T. Doyle, G. Grindhammer, G. Ingelman, H. Jung (1999), DESY-PROC-1999−02- hep-ph/9 905 493.
- J.E. Huth et al., Proc. of the 1990 DPF Summer Study on High Energy Physics, Snowmass, Colorado, Ed. E.L.Berger, World Scientific, Singapore (1992) p.134.
- S. Catani et al., Nucl. Phys. B406 (1993) 187.
- S.D. Ellis and D.E. Soper, Phys. Rev. D48 (1993) 3160.
- B.W. Harris and J.F. Owens, Phys. Rev. D56 (1997) 4007.
- V.A. Smirnov, Phys. Lett. B460 (1999) 397 hep-ph/9 905 323.- V.A. Smirnov and O.L. Veretin, Nucl. Phys. B566 (2000) 469, hep-ph/9 907 385.
- C. Anastasiou, E.W.N. Glover, C. Oleari and M.E. Tejeda-Yeomans, hep-ph/10 212 and hep-ph/11 094.
- A.V. Berezhnoy and A.K. Likhoded, hep-ph/5 200.
- J.J. Sakurai, Phys. Rev. Lett 22 (1969) 981.
- S.P. Baranov and N.P. Zotov, Phys. Lett. B491 (2000) 111.
- H. Jung and G.P. Salam, DESY 00−151, hep-ph/12 143.
- S. Bentvelsen, J. Engelen and P. Kooijman, Proceedings of the 1991 Workshop on Physics at HERA, Vol. 1, ed. W. Buchmuller and G. Ingelman (1992) 23.
- Y-S. Tsai, Rev. Mod. Phys. 46 (1974) 815- errartum: Y-S. Tsai, Rev. Mod. Phys. 49 (1977) 421.
- B.W. Harris and J. Smith, Nucl. Phys. B452 (1995) 109- Phys. Lett. B353 (1995) 535.
- B.W. Harris and J. Smith, Phys. Rev. D57 (1998) 2806.
- R. Riemersma, J. Smith and W.L. van Neerven, Phys. Lett. B347 (1995) 143- E. Laenen et al., Nucl. Phys. B392 (1993) 162.
- The result of the ZEUS NLO QCD fit is described in 13. New fits were made using various charm masses.
- M. Gluck, E. Reya and A. Vogt, Eur. Phys. J. C5 (1998) 461.
- CTEQ Collaboration, H.L. Lai et al., Eur. Phys. J. C12 (2000) 375.
- ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al., Phys. Lett. B278 (1992) 202.
- I.G. Knowles, T. Sjostrand (convs.) et al., in Physics at LEP2, CERN 96−01, Vol.2, p. 112, eds. G. Altarelli, T. Sjostrand and F. Zwirner.
- DELPHI Collaboration, «Narrow D** production in с and b jets», Contributed paper to ICHEP98, Vancouver, July 23−29, Paper 240.
- ALEPH Collaboration, «Production of Di and D mesons in hadronic Z decaysContributed paper to HEP99, Tampere, July 15−21, Abstract 5411.
- CLEO Collaboration, P. Avery et al., Phys. Lett. B331 (1994) 236.
- OPAL Collaboration, K. Ackerst aff et al., Z. Phys. C76 (1997) 425.
- CLEO Collaboration, J.P. Alexander et al., Phys. Lett. B303 (1993) 377.
- S. Godfrey and R. Kokoski, Phys. Rev. D43 (1991) 1130.
- UA1 Collaboration, C. Albajar et al., Phys. Lett. B256 (1991) 121- UA1 Collaboration, C. Albajar et al., Phys. Lett. B262 (1991) 497.
- DO Collaboration, S. Abachi et al., Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3548- DO Collaboration, S. Abachi et al., Phys. Lett. B370 (1996) 239.
- HI Collaboration, C. Adloff et al., Phys. Lett. B467 (1999) 156.
- A.D. Martin et al., Eur. Phys. J. C4 (1998) 463- A.D. Martin et al., Eur. Phys. J. C14 (2000) 133.
- EMC Collaboration, J.-J. Aubert et al., Phys. Lett. B106 (1981) 419.
- L3 Collaboration, M. Acciarri et al., Phys. Lett. B503 (2001) 10.
- A. Csilling, «Charm and bottom production in two-photon collisions with OPAL», to be published in the proceedings of the PHOTON 2000 Conference, Ambleside, UK, August 2000- hep-ex/10 060.
- M. Cacciari, M. Greco and P. Nason, JHEP 05 (1998) 007.
- M. Cacciari, S. Frixione and P. Nason, JHEP 0103 (2001) 006.