Измерение неупругого рождения J/φ-мезонов в процессах глубоконеупругого рассеяния на электрон-протонном коллайдере hera в эксперименте zeus

• Автор: Катков, Игорь Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

1 Феноменология процессов рождения чармония
1.1 Чармоний
1.2 Кинематика и сечения процессов ГНР
1.3 Партонная динамика
1.3.1 Коллинеарный подход
1.3.2 Полужёсткий подход
1.4 Формирование связанного состояния пары тяжёлых кварков
1.4.1 Модель цветовых синглетов
1.4.2 Нерелятивистская квантовая хромодинамика
2 Эксперимент ZEUS на коллайдере HERA
2.1 Ускоритель HERA
2.2 Установка ZEUS
2.2.1 Центральный трековый детектор
2.2.2 Урановый калориметр
2.2.3 Мюонные камеры
2.2.4 Стриповый сцинтилляционный детектор
2.2.5 Фотонный калориметр
2.2.6 Система сбора и обработки данных
3 Адрон-электронный сепаратор
3.1 Устройство и принцип работы
3.2 Характеристики и эксплуатация

4 Измерение неупругого электророждения чармония
4.1 Отбор событий для анализа
4.2 Монте-Карло моделирование
4.3 Реконструкция кинематики
4.4 Эффективность реконструкции мюонов
4.5 Вычисление сечений
4.6 Систематические неопределенности
4.7 Сравнение с моделями
4.8 Обсуждение и выводы
Заключение
Приложение

Квантовая хромодинамика (КХД), неабелева калибровочная теория, реализующая идеи цвета, асимптотической свободы и конфайнмента парто-нов, наряду с теорией электрослабых взаимодействий с конца семидесятых годов двадцатого века является неотъемлемой частью Стандартной Модели элементарных частиц и их взаимодействий. Давая верное качественное описание эксперимента, КХД не обладает единым методом расчёта, применимым при любых характерных энергетических масштабах исследуемых процессов: в то время как расчёты сечений жёстких процессов в высших порядках теории возмущений ввиду малости константы связи КХД позволяют достичь точности на уровне нескольких процентов, в случае непер-турбативных процессов предсказания теории связаны с большими неопре-делённостями и требуют информации из эксперимента. Находясь на пороге ожидаемого экспериментального подтверждения механизма спонтанного нарушения симметрии в Стандартной Модели, важно иметь понимание всех аспектов теории.
В процессах нсупругого рождения чармония ер —► е' З/фХ проявляется тесная взаимосвязь пертурбативных и непертурбативных аспектов КХД [1]. Образование пары очарованных кварков сс может быть рассчитано по теории возмущений в рамках КХД и описывается хорошо известным процессом фотон-глюонного слияния 7*д —■> сс. При этом следует отметить чувствительность к распределению глюонов в протоне. Однако картина усложняется непертурбативными эффектами, связанными как с начальными распределениями глюонов в протоне, так и с формированием связанного состояния пары сс, т.е. наблюдаемого состояния чармония.
Данные первых измерений сечений рождения ,1/ф-мезонов, проведён-

ZEUS
ЩеУ)
Рт 2 (СеУ2)
3100

■ІТ+
|юо

■+—гпі
—і 1 і і і і -1—1

М| (GeV2)
Рис. 4.4. Число реконструированных «//-^-мезонов в интервалах по переменным 2, <52, XV, рт, У* и М в данных после вычитания дифракционного фона (•) и по результатам Монте-Карло моделирования (гистограммы) в кинематической области 2 < 0? < 80ГэВ2, 50 < IV < 250 ГэВ,
0.2 < 2 < 0.9 и —1.6 < Р^.с. < 1-3. Гистограммы соответствуют моделированию с помощью генератора ЕРЛРБІ с весами по переменным С}2 и Рт-