Tiefinelastische Virtuelle Compton-Streuung am HERMES-Experiment

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Helge Müller
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1 Tiefinelastische Virtuelle Compton-Streuung am HERMES-Experiment Dietmar Zeiler für die hermes -Kollaboration DPG Darmstadt, 11. März 28

2 Tiefinelastische Virtuelle Compton-Streuung γ q DVCS q q N N v P P γ q 2 = Q 2 = (k k ) 2 x B = Q 2 2P q t = 2 = (P P ) 2 Zwei azimuthale Winkel beschreiben die Bewegung der Endzustandsprodukte relativ zueinander. z y k k q p γ x φ S φ uli DVCS bei HERMES 2 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

3 Interferenz mit Bethe-Heitler-Prozess k P k v P Besitzen gleichen Endzustand! Der (differentielle) Wirkungsquerschnitt: dσ dx B dq 2 = dt dφ dφ S enthält die kohärente Summe beider T Prozesse:{ 2 = T BH 2 + T DVCS 2 + T DVCS TBH + TDVCST BH k P α3 emx B y T 2 16π 2 Q 2 e x 2 B M 2 /Q 2 v P k ( y = P q ) P k DVCS bei HERMES 3 Interferenzterm Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

4 Generalisierte Parton-Verteilungsfunktionen Q 2 M 2 ξ x B 2 x B N N Harte Photon-Quark-Streuung, in perturbativer Feldtheorie berechenbar. Weiche Nukleon-Propagation, durch GPDs(x, ξ, t, Q 2 ) beschreibbar: H q, E q, Hq, Ẽq ; GPDs beinhalten die transversale Position der Partonen im Nukleon und deren longitudinale Impulsanteile. 3-dimensionales Bild der Struktur des Nukleons. Verallgemeinerung von Formfaktoren und PDFs. DVCS bei HERMES 4 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

5 Ji-Relation Verknüpft GPDs mit dem Gesamtdrehimpuls der Quarks: J q (Q 2 1 ) = lim t dx x { H q (x, ξ, t, Q 2 ) + E q (x, ξ, t, Q 2 ) } H q E q : Kann aus Strahl-Helizitäts-Asymmetrie (BSA) & Strahl-Ladungs-Asymmetrie (BCA) extrahiert werden. : Kann aus Transversaler Target-Spin- Asymmetrie (TTSA) extrahiert werden. DVCS bei HERMES 5 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

6 Das HERMES-Experiment m 2 FRONT MUON HODO FIELD CLAMPS DRIFT CHAMBERS TRIGGER HODOSCOPE H1 PRESHOWER (H2) hermes 1 RECOIL PROTON DRIFT CHAMBERS Hadrons!1 TARGET CELL LAMBDA WHEELS DVC HODOSCOPE H STEEL PLATE FC 1/2 PROP. CHAMBERS MC 1!3 BC 1/2 BC 3/4 TRD LUMINOSITY MONITOR CALORIMETER e! 27.5 GeV e+!2 RICH IRON WALL MAGNET WIDE ANGLE MUON HODOSCOPE MUON HODOSCOPES m DVCS bei HERMES 6 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

7 DVCS mit dem HERMES-Spektrometer Identifikation über die fehlende Masse: (e + p e + γ + X) 1N/N DIS.3 e + data - e data.2 MC sum elastic BH associated BH semi-inclusive (GeV Vor Installation des Recoil-Detektors keine Unterscheidung zur assoziierten Produktion möglich. DVCS bei HERMES 7 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt, M x 2 ) A. Mussgiller HK 25.6

8 Strahl-Ladungs-Asymmetrien A C cos!.4.2 PRD75, 1113 this work DD:Fac,D DD:Fac,no D DD:Reg,D DD:Reg,no D Re[F 1 H] cos(!) A C -.1 A cosφ C cos(2!) A C (higher twist) cos(3!) A C overall t (GeV 2 ) x B Q 2 (GeV 2 ) (higher twist) DVCS bei HERMES 8 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

9 Transversale Target-Spin-Asymmetrien sin(!-! s ) A UT % scale uncertainty A UT, DVCS J u = A UT, I J u = A sin(φ φ S) UT,I sin(!-! A s )cos! UT cos(!-! A s )sin! UT overall t (GeV 2 ) xb DVCS bei HERMES Q 2 (GeV 2 ) Im [c F 1 E] +Im [c F 2 H] [ ] Im c F 2 H [ ] +Im c (F 1 + ξf 2 )Ẽ Die Berechnung der GPD E ist sensitiv auf Ju! Erste Messung einer von Null verschiedenen DVCS-Amplitude. Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

10 Quark-Gesamtdrehimpuls J u HERMES Dual DFJK JLab DD QCDSF LHPC HERMES DD J d HERMES DD: J u + J d /2.8 =.49 ±.17(exp tot ) HERMES Dual: J u + J d /2.8 =.2 ±.27(exp tot ) JLAB DD: Gemessen am Deuteron. QCDSF/LHPC: Gitter-Rechnungen. DFJK: Aus Formfaktor-Daten. DVCS bei HERMES 1 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

11 Zusammenfassung HERMES hat Ergebnisse zur TTSA in Elektroproduktion reeller Photonen für beide Strahlladungen veröffentlicht. Durch eine neue Extraktionsmethode wurde der Anteil der DVCS-Amplitude und des Interferenzterms voneinander getrennt. Die Strahlladungsasymmetrie wurde deutlich präziser gemessen als in vorherigen Veröffentlichungen. Die TTSA eröffnet Zugang zur GPD E und damit auf eine Modell-abhängige Einschränkung des Gesamtdrehimpulses von u- und d-quarks. DVCS bei HERMES 11 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

12 Vergleich mit Dualer Parametrisierung A C cos!.4.2 overall t (GeV 2 ) x B Dual:Reg Dual:Fac Q 2 (GeV 2 ) Re[F 1 H] UT.2 sin(!-! A s ) % scale uncertainty A UT, I J u =.4.2 A sin(φ φ S) UT,I sin(!-! A s )cos! UT overall t (GeV 2 ) x B Q 2 (GeV 2 ) Im [c F 1 E] +Im [c F 2 H] Die Berechnung der GPD E ist sensitiv auf Ju! DVCS bei HERMES 12 Dietmar Zeiler, DPG Darmstadt,

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