A measurement of the proton structure function F2 at low x at the HERA collider
Description
The work presented in this thesis has been done in the H1 experiment at the HERA electron-proton collider. Its goal was to measure the proton structure function F2 in the full kinematical x-Q2 plane which could be reached with the 1993 year's luminosity, where Q2 is the squared momentum transfer and x the momentum fraction of the proton carried by the parton. This document is divided in two parts, the first one describing a set of subjects linked to the general work of this experiment, and the second describing the analysis made for the F2 measurement. In the first part, a brief overview of the different physics subjects which are studied at HERA is given before the H1 detector being described. A discussion on the organisation of the computer facilities is shown afterward, with the example of H1. Then, a study of the pile-up background and a method to reject it is presented. The second part of this document presents the structure functions theories and the method used to measure them. The selections used to reject the background are shown, and the resolution of the detector is studied. After this, the measurement of the structure function F2 is described. This measurement confirms with a better precision the rise of the structure function at low x, which has been observed for the first time with the 1992 HERA data. However, when the F2 behaviour is studied as a function of W, the invariant mass of the photon-proton system, one could see that the rise of F2 with W is smaller at low Q2. The values of the measured F2 at high Q2 are compatible with the predictions of the Quantum Chromodynamics, though this measurement is not very accurate with the 1993 luminosity. (author)
Abstract (French)
Ce memoire presente le travail de these effectue dans l'experience H1 aupres du collisionneur electron-proton HERA. Ce travail a pour but de mesurer la fonction de structure du proton F2 sur la plus grande partie du plan cinematique x-Q2 accessible avec la luminosite accumulee pendant l'annee 1993, ou Q2 est le carre de l'impulsion transferee lors de l'interaction et x la fraction de l'impulsion du proton que transporte le sous-constituant qui interagit avec le photon lors de la diffusion profondement inelastique. Ce document est divise en deux grandes parties, l'une abordant un certain nombre de themes lies au fonctionnement general de l'experience, et l'autre decrivant l'analyse menant a la mesure de F2. Apres avoir donne un condense des differents themes physiques etudies a HERA, la premiere partie presente une description du detecteur H1. Prenant cette experience comme exemple, une discussion sur l'organisation des moyens informatiques necessaires a l'analyse des donnees est ensuite proposee. Enfin, une etude sur le bruit de fond d'empilement est presentee, abordant son influence dans les donnees ainsi qu'une methode pour le rejeter. La deuxieme partie donne d'abord une presentation de la physique des fonctions de structure et des methodes generales pour les mesurer. Les differentes selections necessaires pour rejeter les bruits de fond sont ensuite abordees, puis la resolution du detecteur est etudiee. La mesure de la fonction de structure F2 est alors detaillee. Cette mesure confirme l'augmentation de la fonction de structure a petit x qui avait ete observee pour la premiere fois sur les donnees prises a HERA en 1992, avec une bien meilleure precision. L'etude de F2 en fonction de W, la masse invariante du systeme photon virtuel-proton, semble montrer cependant une diminution de sa croissance a petit x et petit Q2 lorsque W augmente. La mesure de F2 a grand moment de transfert (jusqu'a des Q2 de l'ordre de 2000 GeV2), quoique n'etant pas encore tres precise avec la luminosite accumulee en 1993, est compatible avec les predictions de la chromodynamique quantique (QCD). (auteur)Files
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Mesure de la fonction de structure F2 du proton a petit x aupres du collisionneur HERA
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 197 p.
- Report number
- FRNC-TH--12443
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 53017550
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS; S43: PARTICLE ACCELERATORS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- DATA ANALYSIS; ELECTRON-PROTON INTERACTIONS; FORM FACTORS; GEV RANGE 100-1000; HERA STORAGE RING; PROTONS; QUANTUM CHROMODYNAMICS; QUARK MODEL; RADIATION DETECTORS; SCATTERING
- Descriptors DEC
- BARYONS; COMPOSITE MODELS; DATA PROCESSING; DIMENSIONLESS NUMBERS; ELECTRON-NUCLEON INTERACTIONS; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; FERMIONS; FIELD THEORIES; GEV RANGE; HADRONS; INTERACTIONS; LEPTON-BARYON INTERACTIONS; LEPTON-HADRON INTERACTIONS; LEPTON-NUCLEON INTERACTIONS; MATHEMATICAL MODELS; MEASURING INSTRUMENTS; NUCLEONS; PARTICLE INTERACTIONS; PARTICLE MODELS; PARTICLE PROPERTIES; PROCESSING; QUANTUM FIELD THEORY; STORAGE RINGS
Optional Information
- Notes
- 117 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses