Mesures de précision de la section efficace des processus courant chargé et courant neutre à grand Q2 à HERA avec le faisceau d'électrons polarisés

par Trong Hieu Tran

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Zhiqing Zhang.


  • Résumé

    Des mesures de sections efficaces des processus courants chargé et neutre ont été réalisées pour la première fois en utilisant l’ensemble des données accumulées à HERA-II avec le faisceau d’électrons ou de positrons polarisés en collision avec le faisceau de protons. Les données prises par le détecteur H1 à 319 GeV d’énergie dans le centre de masse correspondent à une luminosité intégrée de 149. 1 pb−1 et 180. 0 pb−1 pour les collisions e-p et e+p respectivement, et représentent une augmentation d’environ un facteur 10 et 2 respectivement par à rapport à la prise de données de HERA-I. Les sections efficaces mesurées couvrent un très grand domaine cinématique de plus de deux ordres de grandeur à la fois en Q2 (jusqu’à 30000 GeV2) et en x (jusqu’à 0. 003). Les mesures comparées avec les prédictions du Modèle Standard montrent un très bon accord. La précision de la mesure de l’asymétrie sur la polarisation en fonction de Q2 a confirmé l’observation précédente de la violation de parité dans les processus courants neutres pour une distance allant jusqu’à 10−18m. Les sections efficaces intégrées pour Q2 > 400 GeV2 et pour des inélasticités y < 0. 9 ont été mesurées pour quatre échantillons indépendants avec les faisceaux e+/- et à différentes valeurs de polarisation. Ces données et celles mesurées à HERA-I avec les faisceaux d’électrons et de positrons non-polarisés ont permis de vérifier la dépendance linéaire des sections efficaces du processus courant chargé en fonction de la polarisation, confirmant l’absence de courants droits dans le Modèle Standard. Les nouvelles sections efficaces ont été combinées avec celles de HERA-I pour maximiser la précision statistique. Les données combinées ont ensuite été utilisées pour déterminer la fonction de structure xF3γZ qui est pratiquement une mesure directe des quarks de valence. Les nouvelles sections efficaces ont aussi été utilisées avec celles de HERA-I dans un fit combinant à la fois les paramètres de la théorie électrofaible et de QCD pour extraire non seulement les densités de partons mais aussi les couplages des quarks légers u et d au boson Z. La précision obtenue sur les valeurs de ces couplages est bien meilleure que celle obtenue au Tevatron et au LEP, en particulier pour les couplages vectoriel et axial du quark u.

  • Titre traduit

    Precision measurements of Charged and Neutral Current processes at high Q2 at HERA with polarized electron beam


  • Résumé

    The inclusive cross sections for both charged and neutral current processes have been measured in interactions of longitudinally polarized electrons (positrons) with unpolarized protons using the full data samples collected by H1 at HERA-II. The data taken at a center-of-mass energy of 319 GeV correspond to an integrated luminosity of 149. 1 pb−1 and 180. 0 pb−1 for e−p and e+p collisions, representing an increase in statistics of a factor of 10 and 2, respectively, over the data from HERA-I. The measured double differential cross sections d2sigma/dxdQ2 cover more than two orders of magnitude in both Q2, the negative four-momentum transfer squared, up to 30000 GeV2, and Bjorken x, down to 0. 003. The cross section data are compared to predictions of the Standard Model which is able to provide a good description of the data. The polarization asymmetry as a function of Q2 is measured with improved precision, confirming the previous observation of P violation effect in neutral current ep scattering at distances down to 10−18 m. The total cross sections of the charged current process, for Q2 > 400 GeV2 and inelasticity y < 0. 9 are measured for 4 independent data samples with e+/- beams and different polarization values. Together with the corresponding cross section obtained from the previously published unpolarized data, the polarization dependence of the charged current cross section is measured and found to be in agreement with the Standard Model prediction with the absence of right-handed charged current. The cross sections are combined with previously published data from H1 to obtain the most precise unpolarized measurements. These are used to extract the structure function xF3gammaZ which is sensitive to the valence quark distributions down to low x values. The new cross sections have also been used in a combined electroweak and QCD fit to significantly improve the light quark couplings to the Z-boson than those obtained based on the HERA-I data alone.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (X-196 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 181-188

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)19
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