Отчет по участию ОИЯИ В эксперименте Н1 на

Отчет по участию ОИЯИ
В эксперименте Н1 на коллайдере HERA
за 2011 г. (темa 1085)
Сотрудники
ОИЯИ,
участвующие
в
эксперименте
Н1,
сделали
определяющий вклад в получение следующих физических результатов в
2011 г.:
1.Измерение сечения образования 2-струйных событий с большим
поперечным импульсом в дифракционных глубоко-неупругих процессах с
лидирующим протоном в конечном состоянии[1].
Анализ дифракционных сечений был завершен в 2011 г.. Результаты
были представлены на европейской конференции по физике высоких
энергий, опубликованы коллаборацией Н1 в виде DESY препринта и
направлены в European Physical Journal.
Анализ 2-струйных событий по кинематическим переменным был
проведен независимо сотрудниками ОИЯИ и Пражского университета.
Анализ включал восстановление дифракционных сечений и определение
систематических погрешностей измерений.
В сечение образования таких событий доминирующий вклад дают
процессы фотон-глюонного слияния. Поэтому сечение этих процессов
напрямую
связано
с
плотностью
глюонов
в
протоне.
Сечения
дифракционного
образования
2-струйных
событий
с
лидирующим
протоном в конечном состоянии сравниваются с предсказаниями КХД во
втором порядке теории возмущений. Результаты приведены на Рис.1 и
2. Приводится сравнение с моделью, основанной на гипотезе о
факторизации процессов в протонной вершине в дифракционном
глубоко-неупругом
рассеянии
с
использованием
дифракционных
распределений партонов в протоне, а также с моделью, основанной на
перераспределении
цвета
партонов
в
мягких
процессах
после
глубоко-неупругом рассеяния. Зависимость дифференциального сечения
от квадрата переданного импульса в протонной вершине t согласуется
с поведением аналогичного сечения для инклюзивных дифракционных
глубоко-неупругих процессов[2]. Результат подтверждает гипотезу о
факторизации процессов в протонной вершине в диффракционном
глубоко-неупругом рассеянии.
2.Комбинированое измерение сечения дифракционных глубоко-неупругих
процессов с лидирующим протоном в конечном состоянии на основе
данных экспериментов Н1 и ZEUS[3].
Сечения
дифракционных
инклюзивных
процессов,
измереные
в
экспериментах Н1 и ZEUS с помощью спектрометров лидирующих
протонов, согласуются в пределах экспериментальных погрешностей.
При
комбинировании
сечений
учитывались
20
систематических
погрешностей измерений и их корреляции. В результате были получены
комбинированные сечения с лучшей точностью и в более широкой
кинематической
области,
чем
данные
отдельного
эксперимента.
Полученные
дифракционные
сечения
приведены
на
Рис.3
и
4.
Результаты были приняты в качестве
“H1 preliminary” и “ZEUS
preliminary” и представлены на европейской конференции по физике
высоких энергий.
3.Измерение продольной структурной функции FLD в дифракционных
глубоко-неупругих процессах на основе данных, полученных при
различных энергиях пучка протонов[4].
Измерены сечения дифракционных процессов, где в конечном состоянии
отсутствуют адроны в передней области по быстроте.
Сечения
дифракционных инклюзивных процессов σrD соотносятся со структурными
функциями FLD и FLD согласно следуюшей формуле:
2
σrD = F2D – y2/Y+·FLD
где Y+=1+(1-y ) и y – неупругость процесса. Измерения при разных
энергиях пучка протонов дают данные при разных значениях y.
Измеренные сечения σrD приведены на Рис.5. Полученные в результате
линейной параметризации σrD структурные функции FLD и F2D показаны на
Рис.6. Результаты были представлены на европейской конференции по
физике высоких энергий, опубликованы коллаборацией Н1 в виде DESY
препринта и направлены в European Physical Journal.
Сотрудники ОИЯИ внесли следующий вклад в анализ: определяли
эффективность выделения дифракционных событий с использованием
детектора PLUG, оценили вклад процессов диссоциации протона путем
сравнения с сечением реакций с образованием лидируящего протона в
конечном состоянии.
Результаты по измерению дифракционных процессов на коллайдере
HERA, в том числе полученные сотрудниками ОИЯИ в 2011 г.,
представлены в обзорном докладе [5].
Ссылки на публикации и доклады:
1. Коллаборация Н1:
“Measurement of Diffractive Dijet Production in Deep-Inelastic
Scattering
with
a
Leading
Proton
at
HERA”,
DESY-11-166,
arxiv:1111.0584, статья направлена в Eur. Phys. Journal C.
2. Коллаборация H1:
“Measurement of the Diffractive Deep-Inelastic Scattering Cross
Section with a Leading Proton at HERA”, Eur.Phys.Journal C71
(2011) 1578.
3. Коллаборации Н1 и ZEUS:
“Combined Measurement of the Inclusive Diffractive Cross Sections
at HERA”, H1-preliminary-11-111,ZEUS-preliminary-11-011.
http://www-h1.desy.de/h1/www/publications/htmlsplit/H1prelim-11-111.long.html
4. Коллаборация H1:
“Measurement of the Diffractive Longitudinal Structure Function
FLD at HERA”, DESY-11-084, arxiv:1107.3420,
статья направлена в
Eur. Phys. Journal C
5. М.Капишин:
“Inclusive Diffraction at HERA”, доклад, представленный от имени
коллабораций Н1 и ZEUS на международном совещании Ringberg 2011
“New Trends in HERA Physics 2011”, Ringberg Castle, Lake
Tegernsee, Germany, 25-28 сентября 2011 г.
dσ/dQ2 [pb/GeV 2]
two central jets
1
H1 FPS Data
-1
10
R
H1
10
2
1
0
NLO Fit 2007 Jets
NLO Fit 2006 B
50
100
2
2
Q [GeV ]
Рис.1
Дифференциальное
сечение
образования
дифракционных
2струйных событий в зависимости от квадрата переданного импульса
фотона Q2. Приведено сравнение с предсказания КХД во втором порядке
теории возмущений.
dσ/dlog10(xIP) [pb]
two central jets
H1
H1 FPS Data
3
10
NLO Fit 2007 Jets
NLO Fit 2006 B
2
10
10
R
2
0
-2
-1.5
Рис.2
Дифференциальное
сечение
струйных событий в зависимости
импульса, переданная протоном в
предсказания КХД во втором порядке
-1
log10(xIP)
образования
дифракционных
2от log10(xIP), где xIP – доля
реакции. Приведено сравнение с
теории возмущений.
Рис.3 Дифракционное сечение σrD
в зависимости от квадрата
переданного импульса фотона Q2 для всех измеренных значений xIP и
β=xBj/xIP. Приведены сечения, полученные в экспериментах Н1, ZEUS и
комбинированный результат.
Рис.4 Дифракционное сечение σrD в зависимости от квадрата
переданного импульса фотона Q2 для выделенных значений xIP и
β=xBj/xIP. Приведены сечения, полученные в экспериментах Н1, ZEUS и
комбинированный результат.
2
x IP σ rD (x , β, Q )
H1
H1 data
x IP = 0.0005
2
2
Q = 4 GeV
Ep =920 GeV
β = 0.227
Ep =820 GeV
IP
0.04
0.04
Ep =575 GeV
0.02
0.02
Ep =460 GeV
0.1
0
0.00
0
0.2
0.4
2
Q = 11.5 GeV
linear fit
.1
0.6
0.8
x IP = 0.0005
1
x IP = 0.0005
2
2
extrapolated Fit B
β = 0.699
0.05
0.05
00
0.00
0.03
H1 2006 DPDF Fit B
2
Q = 11.5 GeV
β = 0.570
5
0.2
0.4
0301
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
2
Q = 4 GeV
0.2
0.4
β = 0.033
31
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
2
Q = 4 GeV
β = 0.041
β = 0.054
0.02
0.02
2
2
0.01
0.01
1
1
0.0000
0.2
0.4
0
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
Q = 11.5 GeV
0.04
0.04
01
0.2
0.4
2
β = 0.089
0.02
0.02
0.0000
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
0.2
0.4
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
Q = 44 GeV
2
4
001
01
0.2
0.4
2
Q = 11.5 GeV
β = 0.101
0.6
0.8
x IP = 0.003
1
2
Q = 11.5 GeV
4
β = 0.117
2
2
0.06
0.06
x IP = 0.003
2
2
Q = 4 GeV
0.2
0.4
6
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
Q = 44 GeV
2
01
2
0.2
0.4
6
001
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
Q = 44 GeV
2
4
0.02
0.02
2
2
2
0.4
0.4
0.6
0.6
0.8
0.8
0
01
0.0
0.2
0.2
0.4
0.4
0.6
0.6
0.8
0.8
0.4
01
0.0
0.2
0.2
0.4
0.4
0.6
0.6
0.8
0.8
0.6
0.8
x IP = 0.003
2
Q = 44 GeV
1
2
β = 0.592
4
0.2
0.2
β = 0.446
4
0.2
2
β = 0.155
6
0.04
0.04
0.0000
0.0
Q = 11.5 GeV
4
2
β = 0.386
β = 0.341
x IP = 0.003
2
0
01
0.0
0.2
0.2
0.4
0.4
0.6
0.8
0.6
0.8
1
1.0
2
y / Y+
Рис.5 Дифракционное сечение σrD в зависимости от величины y2/Y+ для
фиксированных значений Q2, xIP и β=xBj/xIP. Приведены результаты
линейной параметризации сечения, параметр наклона которой равен
FLD, а значение при y2/Y+=0 равно F2D.
D
x IP FL,2
(x , β, Q 2)
extrapolated Fit B
0.05
extrapolated Fit B
x IP = 0.003
2
2
Q = 4 GeV
0.04
IP
xIP = 0.0005
2
2
Q = 4 GeV
IP
D
x IP FL,2
(x , β, Q 2)
0.06
H1
0.04
0.03
0.02
0.02
0.01
0
10-1
2×10-1
0
10-2
1
10-1
1
β
D
x IP FL,2
(x , β, Q 2)
0.04
0.03
IP
0.05
IP
0
0.01
4×10-1 5×10-1
xIP FDL
H1 data
H1 2006 DPDF Fit B
H1 2006 DPDF Fit A
Golec-Biernat & Luszczak
xIP FD2
H1 data
0
-0.01
1
10-1
β
1
β
0.05
0.04
IP
-0.05
xIP = 0.003
2
2
Q = 11.5 GeV
0.02
x IP = 0.0005
Q 2 = 11.5 GeV2
D
xIP FL,2
(x , β, Q 2)
D
x IP FL,2
(x , β, Q 2)
β
0.03
0.02
x IP = 0.003
2
2
Q = 44 GeV
0.01
H1 2006 DPDF Fit B
0
-0.01 -1
10
2×10-1
1
β
Рис.6 Дифракционное структурные функции FLD и F2D. Приведено
сравнение результатов с предсказаниями КХД во втором порядке
теории возмущений и с дипольной модели.