Study of beauty photoproduction with the ZEUS experiment at the electron-proton collider HERA

by Yaguees Molina, Ana Gloria

In dieser Dissertation wird eine Messung von Beauty-Produktion im Bereich der Photoproduktion in ep Kollisionen am HERA-Speicherring. Die Auflösung des ZEUS Silizium-Mikrovertex-Detektor (MVD) ermöglicht Präzisions-Messungen mit denen sich neue Methoden zur Identifikation der Beauty-Quark entwickeln lassen. Zwei Ziele werden in dieser Arbeit verfolgt: erstens die Entwicklung eines zuverlässigen Verfahrens (Sekundärvertex-Tagging-Methode) zur Identifikation von Jets die aus b-Quarks stammen unter Ausnutzung der MVD-Information und Eigenschaften der Beauty-Quarks, und zweitens die Bestätigung der Anwendbarkeit dieser Methode. Beide Ziele wurden erreicht. Die Messung verwendet einen vom ZEUS-Detektor aufgenommenen Datensatz. Der Anteil der Ereignisse die Beauty-Quarks enthalten wurde mit Hilfe der charakteristischen Verteilung der Zerfallslänge und der invarianten Masse der Zerfallsvertex bestimmt. Dies ist die erste solche Analyse in ZEUS. Totale und differentielle Wirkungsquerschnitte als Funktion des Tranversalimpulses und der Pseudorapidität der Jets wurden gemessen. Weiterhin wurden die Ergebnisse extrapoliert um eine Messung auf b-Quark-Niveau zu erhalten. Alle Ergebnisse werden mit der vorher publizierten Messung verglichen als auch die theoretischen Vorhersagen. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse dieser ersten Analyse und der mittlerweile erzielten Verbesserungen der Ereignis-Rekonstruktion, wurde eine zweite präzisere Messung möglich.Die noch laufende Analyse profitiert von grösserer Statistik sowie einer verbesserten Kalibrierung des Detektors und hinzugewonnenen Kenntnisse über Spur- und Vertexrekonstruktionsverfahren. Es sind zwar noch weitere Verbesserungen möglich,jedoch ist die bisher erreichte höhere Präzision bereits aus den im zweiten Teil dieser Arbeit vorgestellten vorläufigen Ergebnissen ersichtlich. Zudem konnten die Messungen dank erhöhter Statistik und höherer Effizienz auch auf grössere Transversalimpulse Werte ausgedehnt werden.