Study of beauty photoproduction with the ZEUS experiment at the electron-proton collider HERA
Creators: name: Molina, Ana Gloria Yaguees
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Year: 2008
Subjects: subject: Beautyproduktion
subject: wirkungsquerschnitte
subject: Zerfallsvertex
subject: Zerfallslaenge
subject: beauty
subject: cross-section
subject: secondary-vertex
subject: decaylength
subject: 530 Physik
subject: 29 Physik, Astronomie

description: In dieser Dissertation wird eine Messung von Beauty-Produktion im Bereich der Photoproduktion in ep Kollisionen am HERA-Speicherring. Die Auflösung des ZEUS Silizium-Mikrovertex-Detektor (MVD) ermöglicht Präzisions-Messungen mit denen sich neue Methoden zur Identifikation der Beauty-Quark entwickeln lassen. Zwei Ziele werden in dieser Arbeit verfolgt: erstens die Entwicklung eines zuverlässigen Verfahrens (Sekundärvertex-Tagging-Methode) zur Identifikation von Jets die aus b-Quarks stammen unter Ausnutzung der MVD-Information und Eigenschaften der Beauty-Quarks, und zweitens die Bestätigung der Anwendbarkeit dieser Methode. Beide Ziele wurden erreicht. Die Messung verwendet einen vom ZEUS-Detektor aufgenommenen Datensatz. Der Anteil der Ereignisse die Beauty-Quarks enthalten wurde mit Hilfe der charakteristischen Verteilung der Zerfallslänge und der invarianten Masse der Zerfallsvertex bestimmt. Dies ist die erste solche Analyse in ZEUS. Totale und differentielle Wirkungsquerschnitte als Funktion des Tranversalimpulses und der Pseudorapidität der Jets wurden gemessen. Weiterhin wurden die Ergebnisse extrapoliert um eine Messung auf b-Quark-Niveau zu erhalten. Alle Ergebnisse werden mit der vorher publizierten Messung verglichen als auch die theoretischen Vorhersagen. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse dieser ersten Analyse und der mittlerweile erzielten Verbesserungen der Ereignis-Rekonstruktion, wurde eine zweite präzisere Messung möglich.Die noch laufende Analyse profitiert von grösserer Statistik sowie einer verbesserten Kalibrierung des Detektors und hinzugewonnenen Kenntnisse über Spur- und Vertexrekonstruktionsverfahren. Es sind zwar noch weitere Verbesserungen möglich,jedoch ist die bisher erreichte höhere Präzision bereits aus den im zweiten Teil dieser Arbeit vorgestellten vorläufigen Ergebnissen ersichtlich. Zudem konnten die Messungen dank erhöhter Statistik und höherer Effizienz auch auf grössere Transversalimpulse Werte ausgedehnt werden.
description: This thesis presents a measurement of beauty photoproduction (PHP) in ep interactions at the HERA collider. The implementation of the silicon Micro Vertex Detector (MVD)in 2000/2001, provides high precision measurements that allow new identification techniques of the beauty quarks. Two goals are followed in this thesis: first the development of a reliable algorithm (secondary vertex b-tagging) to identify jets originating from b quarks by exploiting exclusively the full MVD potential and the properties of the b quark, and second the determination of its performance by obtaining first measurements of inclusive beauty dijet PHP. The main result presented here is based on the 2004 data set. The fraction of b-events is extracted using the characteristic distributions of reconstructed decay length and invariant mass of the secondary vertex, keeping the analysis inclusive. This is the first such measurement in ZEUS. Total and differential cross sections as a function of transverse momentum and pseudorapidity of the b-jet are measured. The obtained results are compared with a previous published measurement carried out using a completely independent method. Furthermore, the results were extrapolated to obtain a measurement at the b-quark level. This measurement is compared with all previous ZEUS and H1 results as well as with theoretical predictions. Good agreement is found within errors. Motivated by these results a more precise measurement became possible. The new analysis, still ongoing, is based on the 2005 data set and profits of higher statistics as well as of an improved detector alignment and calibration and a better understanding of the tracking/vertexing procedures. The higher precision achieved so far can be already seen in the first preliminary results presented in the second part of this work. Moreover the measurement could be extended to larger values of the transverse momentum, not reached before by other analyses.