Measurement of the double differential dijet rate in deep inelastic scattering at HERA and comparison to NLO QCD calculations

Abstract

Die Arbeit präsentiert die Messung der Zwei­Jet Rate, R 2 , in tiefinelastischer Streuung bei HERA. Es werden Daten analysiert, die mit dem H1­Detektor in den Jahren 1996/97 aufgezeichnet worden sind und die einer intergrierten Luminosität von 22 pb -1 entsprechen. R 2 wird präsentiert als eine Funktion von chi B und Q 2 im kinematischen Bereich 10 -4 <chi B < 10 -2 und 5 < Q 2 < 100 GeV 2. In der Arbeit werden die notwendigen experimentellen Schritte zur Bestimmung der R 2 detailliert diskutiert und als Ergebnis das vollständige korrigierte R 2 präsentiert. Die Daten werden mit QCD Rechnungen in nächstführender Ordnung (NLO) verglichen, für zwei Möglichkeiten der Renormierungsskala my r 2 und unter der Annahme einer punktförmigen Struktur des virtuellen Photons. Während die NLO­QCD Rechnungen für my r 2 = Q 2 die Daten beschreiben, liegen sie für die Wahl my r 2 = Q 2 +E t 2 signifkant niedriger als die Daten, liefern aber zuverlässigere Vorhersagen. Dies erlaubt es weitere Beiträge zur Zwei­Jet Produktion zu untersuchen, wie z.B. den Einfluß der virtuellen Photonstruktur. Abschließend wird die Abhängigkeit der Zwei­Jet Produktion von der transversalen Jet­Energie in verschiedenen Bereichen von chi B und Q 2 untersucht. Dies liefert einen sehr differentiellen Test für aktuelle Rechnungen, die bis zur nächst­führenden Ordnung vorliegen, sowie für zukünftige resummierte Rechnungen, die alle Ordnungen der Störungreihe berücksichtigenDijet event rates, R 2 , have been measured for deep inelastic ep scattering using data collected with the H1 detector in the years 1996­1997 corresponding to an integrated luminosity of 22 pb -1 . R 2 is shown as a function of chi B and Q 2 in the kinematic region 10 -4 < chi B <10 -2 and 5 < Q 2 < 100 GeV 2. The thesis discusses in great detail the steps necessary to determine R 2 and the result provides the fully corrected dijet rate. The data are confronted with next­to­leading order QCD calculations using two different choices of the renormalization scale my r 2 and assuming a point­like structure of the virtual photon. While for my r 2 = Q 2 the NLO predictions match the measured dijet rate within the rather large scale uncertainties, the choice my r 2 = Q 2 +E t 2 leads to a substantially lower but theoretically more reliable prediction demanding the inclusion of higher order processes. Therefore the data are compared to NLO QCD calculations which include a resolved structure of the virtual photon. In addition, the dependence of the measured dijet rates on the transverse energy requirement for the jets is studied in bins of chi B and Q 2 providing a highly differential measurement of R 2 for comparison to current fixed order and future resummed calculations.