Oliver Zaudtke für die Kollaboration DPG-Frühjahrstagung Berlin

Präsentation zum Thema: "Oliver Zaudtke für die Kollaboration DPG-Frühjahrstagung Berlin"—  Präsentation transkript:

1 Erste ALL-Messung in der p0-Produktion in polarisierten p+p-Kollisionen bei √s=200 GeV am RHIC
Oliver Zaudtke für die Kollaboration DPG-Frühjahrstagung Berlin März 2005 gefördert durch das bmb+f

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

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

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

5 Messgröße Doppelt longitudinale Spin-Asymmetrie ALL DIS pQCD
ALL in pQCD direkt sensitiv auf DG DIS pQCD

6 ALL im Experiment Kanal: p0 Produktion: ALL(gq, qq → p0 + X)
Messgrößen Polarisation Luminosität p0 Yield mit

7 Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)
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 Design (p+p): Lmax = 2 x 1032 s-1 cm-2 70% Polarisation 50 GeV < √s < 500 GeV 2 x 1011 Pol. Protons / Bunch

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

9 PHENIX Seitenansicht BBC ZDC Luminosität Vertex MinBias Trigger ≈ 3m

10 PHENIX in Strahlrichtung EmCal (PbGl, PbSc) Photonennachweis
High pT Trigger |h| < 0.35 f = 180° Dh × Df ≈ 0.01 × 0.01 6 Sektoren Blei-Szintillator Sandwich Kalorimeter 2 Sektoren Bleiglas Cherenkov Kalorimeter ≈ 10m

11 p0 Rekonstruktion p0-Rekonstruktion p0  2g inv. Masse PID Cuts
1-2 GeV/c2 2-3 GeV/c2 3-4 GeV/c2 4-5 GeV/c2 inv. Masse [GeV/c2] Counts p0-Rekonstruktion p0  2g inv. Masse PID Cuts Photonenkandidaten Schauer-Form Flugzeit Charge-Veto

12 ALL Analyse Asymmetrien in zwei Massenbreichen bestimmen: p0 Peak
inv. Masse [GeV/c2] p0 Peak Untergrund

13 ALL Analyse Untergrund-Beitrag Untergrund-Korrektur:
inv. Masse [GeV/c2] und für jeden Fill und 4 pT Bins berechnet.

14 ALL Analyse Beispielhaft für 3 < pT < 4 GeV/c:
korrigiertes ALL für die gesamte Strahlzeit konstanter Fit Fill Nummer  gemittelt über die Strahlzeit!

15 Ergebnisse Phys. Rev. Lett. 93, 202002 (2004)
NLO pQCD GRSV-max GRSV-std 65% Skalierungsfehler nicht gezeigt Phys. Rev. Lett. 93, (2004) NLO pQCD (Phys. Rev. D 63, (2001)): Vergleich mit den Daten: C.L. = 16% - 20% (GRSV-std) C.L. = 0.02% - 5% (GRSV-max) Bereich deckt die Unsicherheit in der Polarisation ab

16 Interpretation gemessenes ALL ist klein
Phys. Rev. Lett. 93, (2004) GRSV-max NLO pQCD gemessenes ALL ist klein weiche Prozesse in 1 < pT < 2 GeV/c ALL vielleicht negativ? GRSV-std 65% Skalierungsfehler nicht gezeigt Phys. Rev. Lett. 92, (2004) derzeitige pQCD-Rechnungen: ALL > -10-3

17 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 ALL in der p0-Produktion mit dem PHENIX-Detektor. Ergebnisse favorisieren kleine Gluon-Polarisation (GRSV-std). Weitere Messungen mit höherer Polarisation und Luminosität geplant.

18

19 Backup-Folien

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

21 Messung der Polarisation in PHENIX
Asymmetrie normalisiert mit der Polarisation Spin Rotators ON Spin Rotators OFF

22 Beiträge der Parton-WW
NLO pQCD (Vogelsang) p+p  p0+X, s = 200 GeV, h=0 0.6 0.4 0.2 0.0 pT,p (GeV/c) fraction

23 Systematische Checks Bunch-Shuffling:
Helizitäten werden zufällig zugeordnet  durchschnittliche Polarisation 0 und werden für alle Fills neu berechnet 1000 „neue“ Messungen c2/NDF stat. Verteilung für NDF = 46 Bunch Shuffling zeigt: Fehler sind sinnvoll systematische Fehler sind vernachlässigbar

24 Systematische Checks Weitere Checks: Paritätsverletzende Asymmetrien
Variation der Integrationsfenster Variation der PID-Kriterien keine syst. Effekte Paritätsverletzende Asymmetrien AL ≈ 0

25 ALL Analyse Statistik p0+BG ( ): BG ( and ):

26 ALL Analyse Statistischer Fehler k-Faktor
mehr als ein p0 pro event möglich Np0 nicht Poisson-verteilt  k-Faktor mit

27 ALL Analyse k-Faktoren ( )