Post on 22-Aug-2019
J Wagner-Kuhr Teilchenphysik fuumlr Fortgeschrittene ndash Tiefinelastische Streuung 1
34 Tiefinelastische StreuungLiteratur Povh Teilchen und Kerne P Schmuumlser Feynman-Graphen und Eichtheorien fuumlr Experimentalphysiker
Inhalt 341 Historischer Uumlberblick Vom Atom zum Quark
342 Bestimmung der Protonstruktur bei HERA - HERA und die Experimente H1 und ZEUS - Protonstrukturfunktionen - PDF-Fit
343 Anwendung von PDFs
2
341 Historie ndash Rutherford Experiment
Erwartung(Thomson-Modell)
BeobachtungErklaumlrung(Rutherford)
Elastische Streuung am Coulombfeld desKerns
AllgemeinPhotonenTeilchen der Wellen-laumlnge λ koumlnnen Strukturen der Groumlsse dasympλ aufloumlsen
Rutherford
Rutherford
Thomson
1911
3
Historie - ElektronstreuungElastische Elektron (Spin frac12) - Kern (Spin 0 punktfoumlrmig) Streuung
mit
Ruumlckstoss
Spin vom eHelizitaumltserhaltung rarr Spin-flip
e-Streuung am ausgedehnten Kern (Euarr)
Impulsuumlbertragqsup2=(k-k)sup2Formfaktor
Fouriertransformierte der Kern-Ladungsverteilung
Inelastische e-KernStreuung (Euarr)
Elastische e-Nukleon Streuung
Energy of scattered electron
4
Historie - Elektron-Nukleon Streuung
Impulsuumlbertrag
Qsup2=-qsup2=-(k-k)sup2
Elastische Elektron (Spin frac12) - Nukleon (Spin 12 punktfoumlrmig) Streuung
e-Streuung am ausgedehnten Nukleon (Euarr)
Streuung am magn Moment
Energy of scattered electron
GE G
M elektr magnetischer Formfaktor
Fouriertransf der Verteilung der elektr Ladung bzw des mag Moments
Achsenabschnitt rarr GE
Qsup2=konst
Steigung rarr GM
Inelastische e-Nukleon Streuung (Euarr)Elastische e-Parton Streuung
5
Historie ndash Inelastische e-p Streuung
inelastisch
W inv Masse des hadr Endzustandes (elast Streuung W=M)
1968 MIT-Experiment am SLAC
Inelastischer Wirkungsquerschnitt (WQ) gtgt elast WQ Inelast WQ asymp konst middot Mott-WQ rarr Streuung an punktfoumlrmigen Teilchen (Partonmodell)
Mott-WQ
im p-Ruhesyst
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
2
341 Historie ndash Rutherford Experiment
Erwartung(Thomson-Modell)
BeobachtungErklaumlrung(Rutherford)
Elastische Streuung am Coulombfeld desKerns
AllgemeinPhotonenTeilchen der Wellen-laumlnge λ koumlnnen Strukturen der Groumlsse dasympλ aufloumlsen
Rutherford
Rutherford
Thomson
1911
3
Historie - ElektronstreuungElastische Elektron (Spin frac12) - Kern (Spin 0 punktfoumlrmig) Streuung
mit
Ruumlckstoss
Spin vom eHelizitaumltserhaltung rarr Spin-flip
e-Streuung am ausgedehnten Kern (Euarr)
Impulsuumlbertragqsup2=(k-k)sup2Formfaktor
Fouriertransformierte der Kern-Ladungsverteilung
Inelastische e-KernStreuung (Euarr)
Elastische e-Nukleon Streuung
Energy of scattered electron
4
Historie - Elektron-Nukleon Streuung
Impulsuumlbertrag
Qsup2=-qsup2=-(k-k)sup2
Elastische Elektron (Spin frac12) - Nukleon (Spin 12 punktfoumlrmig) Streuung
e-Streuung am ausgedehnten Nukleon (Euarr)
Streuung am magn Moment
Energy of scattered electron
GE G
M elektr magnetischer Formfaktor
Fouriertransf der Verteilung der elektr Ladung bzw des mag Moments
Achsenabschnitt rarr GE
Qsup2=konst
Steigung rarr GM
Inelastische e-Nukleon Streuung (Euarr)Elastische e-Parton Streuung
5
Historie ndash Inelastische e-p Streuung
inelastisch
W inv Masse des hadr Endzustandes (elast Streuung W=M)
1968 MIT-Experiment am SLAC
Inelastischer Wirkungsquerschnitt (WQ) gtgt elast WQ Inelast WQ asymp konst middot Mott-WQ rarr Streuung an punktfoumlrmigen Teilchen (Partonmodell)
Mott-WQ
im p-Ruhesyst
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
3
Historie - ElektronstreuungElastische Elektron (Spin frac12) - Kern (Spin 0 punktfoumlrmig) Streuung
mit
Ruumlckstoss
Spin vom eHelizitaumltserhaltung rarr Spin-flip
e-Streuung am ausgedehnten Kern (Euarr)
Impulsuumlbertragqsup2=(k-k)sup2Formfaktor
Fouriertransformierte der Kern-Ladungsverteilung
Inelastische e-KernStreuung (Euarr)
Elastische e-Nukleon Streuung
Energy of scattered electron
4
Historie - Elektron-Nukleon Streuung
Impulsuumlbertrag
Qsup2=-qsup2=-(k-k)sup2
Elastische Elektron (Spin frac12) - Nukleon (Spin 12 punktfoumlrmig) Streuung
e-Streuung am ausgedehnten Nukleon (Euarr)
Streuung am magn Moment
Energy of scattered electron
GE G
M elektr magnetischer Formfaktor
Fouriertransf der Verteilung der elektr Ladung bzw des mag Moments
Achsenabschnitt rarr GE
Qsup2=konst
Steigung rarr GM
Inelastische e-Nukleon Streuung (Euarr)Elastische e-Parton Streuung
5
Historie ndash Inelastische e-p Streuung
inelastisch
W inv Masse des hadr Endzustandes (elast Streuung W=M)
1968 MIT-Experiment am SLAC
Inelastischer Wirkungsquerschnitt (WQ) gtgt elast WQ Inelast WQ asymp konst middot Mott-WQ rarr Streuung an punktfoumlrmigen Teilchen (Partonmodell)
Mott-WQ
im p-Ruhesyst
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
4
Historie - Elektron-Nukleon Streuung
Impulsuumlbertrag
Qsup2=-qsup2=-(k-k)sup2
Elastische Elektron (Spin frac12) - Nukleon (Spin 12 punktfoumlrmig) Streuung
e-Streuung am ausgedehnten Nukleon (Euarr)
Streuung am magn Moment
Energy of scattered electron
GE G
M elektr magnetischer Formfaktor
Fouriertransf der Verteilung der elektr Ladung bzw des mag Moments
Achsenabschnitt rarr GE
Qsup2=konst
Steigung rarr GM
Inelastische e-Nukleon Streuung (Euarr)Elastische e-Parton Streuung
5
Historie ndash Inelastische e-p Streuung
inelastisch
W inv Masse des hadr Endzustandes (elast Streuung W=M)
1968 MIT-Experiment am SLAC
Inelastischer Wirkungsquerschnitt (WQ) gtgt elast WQ Inelast WQ asymp konst middot Mott-WQ rarr Streuung an punktfoumlrmigen Teilchen (Partonmodell)
Mott-WQ
im p-Ruhesyst
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
5
Historie ndash Inelastische e-p Streuung
inelastisch
W inv Masse des hadr Endzustandes (elast Streuung W=M)
1968 MIT-Experiment am SLAC
Inelastischer Wirkungsquerschnitt (WQ) gtgt elast WQ Inelast WQ asymp konst middot Mott-WQ rarr Streuung an punktfoumlrmigen Teilchen (Partonmodell)
Mott-WQ
im p-Ruhesyst
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
6
Historie - Nukleon Strukturfunktionen
Skaleninvarianz(dh unabhaumlngig von Qsup2)
F2(x
Qsup2)
Inelastische e-Nukleon Streuung
Transformation auf Lorentzinvariante Variablen
mit
Impulsanteil des Partons am Nukleonimpuls
Inelastizitaumlt rel Energie-verlust im p-Ruhesyst
Impulsuumlbertrag Virtuali-taumlt des Photons
q=k-k
Beispiel TeilchenSpin 0 F
1(xQsup2) = 0
Spin 12 F2(xQsup2) = 2xF
1(xQsup2)
(Callan-Gross-Relation)
BisherPartonen im Nukleonsind Spin frac12 Teilchenund punktfoumlrmig (Skaleninvarianz)
F2(xQsup2) rarr F
2(x)
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
7
Historie - Quark-Parton-ModellInelast e-pn Streuung im Quark-Parton-Modell
Mit Callan-Gross-Relation folgt
e-pn WQ = inkohaumlrente Summe von eq-WQ
Skaleninvarianz
fi(xQsup2) Partonverteilungsfunktion (PDF)
Wahrscheinlichkeit Parton i im Impulsbereich [x x+dx] anzutreffen
Impulsanteil der Quarks
rarr asymp 50 des pn-Impulses tragen neutrale Partonen
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
8
342 Hadron-Elektron-Ring-Anlage (1992-2007)
Elektronen
Protonen
Vorbeschleuniger HERA am DESY(Hamburg)
Ep = 820 GeV (1992-1997)
Ep = 920 GeV (1998-2007)
Ee = 275 GeV
rarr radics = 300 GeV bzw radics = 320 GeV
Umfang63 km
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
9
DESY
HERMES
H1
HERA-B
ZEUS
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
10
Detektoren
H1
ZEUS
H1 und ZEUS Vielzweckdetektoren (Zwiebelschalenfoumlrmig aufgebaut)
Staumlrker in p-Richtung instrumentiert
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
11
HERA KinematikGeladener Strom (CC)
Rekonstruktiondes hadronischen Endzustandes(HFS)
BemerkungBei festem s gibt es nur zwei unabhaumlngige Variablen (meistens Qsup2 und x)
γ(q) Z(q)
Messung vonE
e θ
Neutraler Strom (NC)
rarr x
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
12
NC- und CC-Ereignisse im Detektor
e
p
LAr-BleiStahl Kalorimeter σEE
H1 ZEUSEM 12radicE 18radicEHad 50radicE 35radicESpaCal 75radicE
e
Jet vom ge-streuten Parton
NC-Ereignis
H1H1
ZEUSCC-Ereignis
Jet vom ge-streuten Parton
Proton-rest
Fehlender Trans-versalimpuls
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
13
Wirkungsquerschnitts-Messungen
Doppelt differentiellerWirkungsquerschnitt
Bestimmung von
in Intervallen (Bins) von x und Qsup2
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
14
F2-Messung
Skalenverletzung
x klein rarr F2 steigt mit Qsup2
Skaleninvarianz
Skalenverletzung
x groszlig rarr F2 faumlllt mit Qsup2
Agemessen Bgemessen AB
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
15
Skalenverletzung
Kleines Q0sup2 rarr
kleine AufloumlsungHohes Qsup2 rarrHohe Aufloumlsung
Skalenverletzung F2(x) rarr F
2(xQsup2)
Mit zunehmenden Qsup2 steigen die PDFs bei kleinem x an und fallen bei groszligem Qsup2 ab
Skalenverletzung ist ein Effekt der QCD
Qsup2-Abhaumlngigkeit ist berechenbar mit DokhitzerGribovLipatovAltarelliParisi-Gleichungen
x-Verteilung bei Q0sup2 muszlig gemessen werden
Aufloumlsung der Prozesse (hohes Qsup2)
Gluonsplitting erhoumlhtdie Quarkdichte beikleinem x
x1
x2 lt x
1
Gluonabstrahlung ver-schiebt Quarkdichtenzu kleinerem x
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
16
Weitere Strukturfunktionen
NC eprarreX (kleine u mittlere Qsup2)
withF
L~ g(xQsup2)
Meist unterdruumlckt(kleine und mittlere y)
γ-Austausch dominiert
Messung von
σr = dsup2σ(dx dQsup2) 1(kin Faktor)
als Fkt von ysup2Y+
(verschiedene s)
rarr F2(xQsup2) ist Achsenabschnitt
rarr FL(xQsup2) ist Steigung
kin Faktor
Mit ~ γγZ Z
γZ-Interferenz wird wichtig
Messung von F3 uumlber Unterschied in
σ(e+p) and σ(e-p) F3 ~ Differenz von Quark und Anti- Quark PDFs rarr sensitiv auf Valenquarks
Mit
NC eprarreX (hohe Qsup2)
CC eprarrνX (hohe Qsup2) W-Austausch
Sensitiv auf up-type und down-type PDF σ
r(e+p)~ (1-ysup2)d
v σ
r(e-p)~u
v
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
17
PDF-Fit
Parametrisierung von q(xQsup20) g(xQsup2
0) bei Qsup2
0 ~ 2GeVsup2
Berechnung von q(xQsup2) g(xQsup2) mit DGLAP-Entwicklung fuumlr ein beliebiges Qsup2 q(xQsup2) g(xQsup2) haumlngt von A B C ab
Anpassung von q(xQsup2) g(xQsup2) an Daten (zB NC und CC HERA Daten) rarr A B C
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
18
343 Anwendung von PDFs - Faktorisierung
LO σei
NLO σei
Faktorisierungsskala μ
Prozesse mit Skala gt μ werden stoumlrungstheoretisch behandelt
rarr Harter Wirkungsquerschnitt σei
Prozesse mit Skala lt μ koumlnnen nicht stoumlrungstheo-
retisch behandelt werden (Divergenzen von kollinearer Gluonemission)
rarr PDF (Messung u Entwicklung)
μ frei waumlhlbar kein phys Bedeutung
rarr σep
unabhaumlngig von μ
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
19
Universalitaumlt
DIS Drell-Yan Dijet-Produktion
Faktorisierung gilt fuumlr alle Reaktionen
PDFs unabhaumlngig vom harten Prozeszlig
rarr PDFs essentiell fuumlr Physik an Hadron-Collider (Vorhersage von WQ)
rarr Verwendung von verschiedenen Messungen im PDF-Fit (zB Tevatron Jet Daten)
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
20
Anwendung von PDFs
pp rarr 2Jets X-HiggsLHC
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess
21
Zusammenfassung
Inelastische ep-Streuung kann als Streuung an punktfoumlrmigen Partonen Valenzquarks (uud) Seequarks und Gluonen angesehen werden
Skalenverletzung (F2 abhaumlngig von Qsup2) ist ein Effekt der QCD
(Gluonabstrahlung und Gluonsplitting)
Aus gemessenen PDFs bei Q0sup2 (ergibt sich aus Anpassung an diff WQ)
folgt mit DGLAP-Entwicklung PDF bei beliebigen Qsup2
Faktorisierung Die Berechnung des WQ laumlsst sich faktorisieren in den harten Prozess und in die PDFs
Universalitaumlt PDFs sind unabhaumlngig vom harten Prozess