Measurement of the QED Compton scattering cross section with the H1 detector at HERA

Abstract

Mit Hilfe von im Jahre 1997 aufgezeichneten Daten des H1-Experiments wurde der doppelt differentielle Wirkungsquerschnitt von QED-Compton-Streuung beiHERA gemessen. Die Messung wurde in Intervallen der kinematischen Variablen xl und Q2l im Bereich 1.8 · 10-5 < xl < 1.8 · 10-3 und 2 GeV2 < Q2l < 86 GeV2durchgeführt. Die Ergebnisse werden benutzt, um Informationen über die Protonstrukturfunktion F2 im kinematischen Bereich von kleinen Virtualitäten desausgetauschten Photons Q2h bis zu 0.05 GeV2 und in einem breiten Bereich der Bjorkenschen Variablen xh zwischen ca. 10-4 und 0.5 zu gewinnen, also in einemnicht in inklusiver ep-Streuung bei HERA zugänglichen kinematischen Bereich. Außerdem wurde die Messung mit theoretischen Berechnungen in der kollinearenApproximation verglichen, in der das ausgetauschte Photon als Parton im Proton betrachtet wird. Es wurde gefunden, dass dieser Ansatz im Bereich inelastischerQED-Compton-Streuung zu signifikanten Diskrepanzen zwischen den vorhergesagten und den gemessenen Werten des Wirkungsquerschnittes führt.

The double differential cross section of QED Compton scattering at HERA is measured using data collected in 1997 by the H1 experiment. The measurement iscarried out in bins of the kinematic variables xl and Q2l in the range 1.8 · 10-5 < xl < 1.8 · 10-3 and 2 GeV2 < Q2l < 86 GeV2. The results are used to gaininformation on the proton structure function F2 in the kinematic region of small virtualities of the exchanged photon Q2h down to 0.05 GeV2 and in a wide range ofthe Bjorken variable xh between approximately 10-4 and 0.5, a region which is not accessible in inclusive ep scattering at HERA. The measurement is alsoconfronted to theoretical calculations performed in the collinear approximation, in which the exchanged photon is treated as a parton of the proton. It is found thatthis approach leads to significant discrepancies between the predicted and the measured cross section values in the domain of inelastic QED Compton scattering.