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Oliver Zaudtke Oliver Zaudtke für die -Kollaboration Erste A LL -Messung in der 0 -Produktion in polarisierten p+p-Kollisionen bei s=200 GeV am RHIC DPG-Frühjahrstagung.

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1 Oliver Zaudtke Oliver Zaudtke für die -Kollaboration Erste A LL -Messung in der 0 -Produktion in polarisierten p+p-Kollisionen bei s=200 GeV am RHIC DPG-Frühjahrstagung Berlin März 2005 gefördert durch das bmb+f

2 Oliver Zaudtke Motivation Wie setzt sich der Spin des Protons zusammen? Quarks, Antiquarks DIS 10 ~ 30% Gluonen ? Bahndrehimpulse ??

3 Oliver Zaudtke Motivation Wie setzt sich der Spin des Protons zusammen? Quarks, Antiquarks DIS 10 ~ 30% Gluonen ? Bahndrehimpulse ??

4 Oliver Zaudtke Messung am Collider Warum Messung von G am Collider? Hohe Schwerpunktsenergie in polarisierten p+p-Kollisionen: – hoher Impulsübertrag Gluonen nehmen direkt an der WW teil – pQCD anwendbar gg gq

5 Oliver Zaudtke Doppelt longitudinale Spin-Asymmetrie A LL – Messgröße: – A LL in pQCD direkt sensitiv auf G Messgröße DISpQCD

6 Oliver Zaudtke Kanal: 0 Produktion: A LL (gq, qq 0 + X) Messgrößen A LL im Experiment Polarisation Luminosität 0 Yield mit

7 Oliver Zaudtke Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Design (p+p): L max = 2 x s -1 cm -2 70% Polarisation 50 GeV < s < 500 GeV 2 x Pol. Protons / Bunch BRAHMS & PP2PP STAR PHENIX AGS LINAC BOOSTER Pol. Proton Source 500 A, 300 s Spin Rotators Partial Siberian Snake Siberian Snakes 200 MeV Polarimeter AGS Internal Polarimeter Rf Dipoles RHIC pC Polarimeters PHOBOS Siberian Snakes

8 Oliver Zaudtke polarisierte p+p-Kollisionen mit mittlere Polarisation integrierte Luminosität: 0.22 pb -1 Spin-Muster Run3 (2003): Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)

9 Oliver Zaudtke PHENIX BBC – Luminosität – Vertex – MinBias Trigger ZDC – Luminosität Seitenansicht 3m 36m

10 Oliver Zaudtke PHENIX EmCal (PbGl, PbSc) – Photonennachweis – High p T Trigger – | | < 0.35 – = 180° – × 0.01 × 0.01 – 6 Sektoren Blei-Szintillator Sandwich Kalorimeter – 2 Sektoren Bleiglas Cherenkov Kalorimeter in Strahlrichtung 10m

11 Oliver Zaudtke 0 Rekonstruktion 0 -Rekonstruktion – 0 2 – inv. Masse – PID Cuts Photonenkandidaten Schauer-Form Flugzeit Charge-Veto 1-2 GeV/c GeV/c GeV/c GeV/c 2 inv. Masse [GeV/c 2 ] Counts

12 Oliver Zaudtke N ++ inv. Masse [GeV/c 2 ] A LL Analyse Asymmetrien in zwei Massenbreichen bestimmen: 0 Peak Untergrund

13 Oliver Zaudtke A LL Analyse Untergrund-Beitrag Untergrund-Korrektur: und für jeden Fill und 4 p T Bins berechnet. N inv. Masse [GeV/c 2 ]

14 Oliver Zaudtke A LL Analyse Beispielhaft für 3 < p T < 4 GeV/c: korrigiertes A LL für die gesamte Strahlzeit gemittelt über die Strahlzeit! konstanter Fit Fill Nummer

15 Oliver Zaudtke Ergebnisse NLO pQCD (Phys. Rev. D 63, (2001)): Vergleich mit den Daten: C.L. = 16% - 20% (GRSV-std) C.L. = 0.02% - 5% (GRSV-max) Phys. Rev. Lett. 93, (2004) NLO pQCD GRSV-max GRSV-std 65% Skalierungsfehler nicht gezeigt Bereich deckt die Unsicherheit in der Polarisation ab

16 Oliver Zaudtke Interpretation Phys. Rev. Lett. 93, (2004) gemessenes A LL ist klein weiche Prozesse in 1 < p T < 2 GeV/c A LL vielleicht negativ? NLO pQCD GRSV-max GRSV-std 65% Skalierungsfehler nicht gezeigt Phys. Rev. Lett. 92, (2004) derzeitige pQCD-Rechnungen: A LL >

17 Oliver Zaudtke Zusammenfassung RHIC erster Collider polarisierter Protonen mit bis zu s=500 GeV ermöglicht Untersuchung der Spin- Struktur des Protons. Erste Messung der doppelten Spin-Asymmetrie A LL in der 0 -Produktion mit dem PHENIX-Detektor. Ergebnisse favorisieren kleine Gluon-Polarisation (GRSV-std). Weitere Messungen mit höherer Polarisation und Luminosität geplant.

18 Oliver Zaudtke

19 Backup-Folien

20 Oliver Zaudtke Run4 (2004) – polarisierte p+p-Kollisionen mit – Polarisation: – int. Luminosität: pb -1 Ergebnisse NLO pQCD GRSV-max GRSV-std 65% Skalierungsfehler nicht gezeigt Preliminary

21 Oliver Zaudtke Messung der Polarisation in PHENIX Asymmetrie normalisiert mit der Polarisation Spin Rotators ONSpin Rotators OFF

22 Oliver Zaudtke Beiträge der Parton-WW NLO pQCD (Vogelsang) p+p 0 +X, s = 200 GeV, = p T, (GeV/c) fraction

23 Oliver Zaudtke Bunch-Shuffling: – Helizitäten werden zufällig zugeordnet durchschnittliche Polarisation 0 – und werden für alle Fills neu berechnet – 1000 neue Messungen 2 /NDF stat. Verteilung für NDF = 46 Systematische Checks Bunch Shuffling zeigt: – Fehler sind sinnvoll – systematische Fehler sind vernachlässigbar

24 Oliver Zaudtke Paritätsverletzende Asymmetrien – Systematische Checks Weitere Checks: – Variation der Integrationsfenster – Variation der PID-Kriterien 0 keine syst. Effekte ALAL

25 Oliver Zaudtke A LL Analyse 0 +BG ( ): BG ( and ): Statistik

26 Oliver Zaudtke A LL Analyse Statistischer Fehler – mehr als ein 0 pro event möglich – N 0 nicht Poisson-verteilt k-Faktor mit

27 Oliver Zaudtke A LL Analyse k-Faktoren ( )


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