Analysis of hard exclusive scattering processes of the HERMES recoil experiment

Abstract

Deeply virtual Compton Scattering (DVCS), e p-> e p gamma is the simplest reaction giving indication of generalized parton distributions (GPD) of the nucleon. The DVCS process has the same final state as the Bethe-Heitler process (BH). For this reason the access is taken not through the cross-sections directly but through asymmetries between DVCS events depending on charge and polarization of the 27.6 GeV beam.For the first time the azimuthal asymmetry amplitudes according the charge of the lepton beam are extracted using a kinematically complete reconstruction method at the HERMES experiment. The recoil detector installed in 2006 allows the reconstruction of recoiling protons that completes the measurements of the forward detector to cover almost the complete angle range around the vertex.This approach allows suppressing the background processes by almost a complete magnitude compared to the traditional method using only the information of the forward spectrometer. The analysis of the asymmetries was carried out at different values of the kinematic variables t_c, x_B and Q^2 to investigate the dependence of these variables.This work pushes the limits of the readability of data and shows which periods have been found to be unstable in the data acquisition. It points out the impact of this finding to previous HERMES publications.

Tiefvirtuelle Compton Streuung (DVCS), e p-> e p gamma, ist die einfachste Reaktion, die Hinweise auf die Struktur der Generalisierten Parton Verteilungen (GPDs) im Nukleon gibt. Der DVCS Prozess unterscheidet sich im Endzustand nicht vom Bethe-Heitler Prozess. Daher erfolgt der Zugang nicht über die Wirkungsquerschnitte direkt, sondern durch die Messung der azimutalen Asymmetrien zwischen DVCS Ereignissen, in Abhängigkeit von Ladung und Polarisation des 27,6 GeV Leptronenstrahls. Erstmals wurden aus Daten des Experiments HERMES Asymmetrieamplituden bezüglich der Strahlladung mit vollständiger kinematischer Rekonstruktion extrahiert. Hierzu wurden Daten des 2006 installierten Rückstreudetektors (recoil detector) ausgewertet, die auch die Messergebnisse zu rückgestreuten Teilchen erfasst. Zusammen mit dem Vorwärtsdetektor ist so eine fast vollständige Abdeckung über alle Winkelbereiche um den Vertex gewährleistet. Auf diese Weise kann die Kontamination der Datensätze durch Untergrundprozesse gegenüber der traditionellen Methode, die nur den Vorwärtsdetektor benutzt, um fast eine ganze Größenordnung unterdrückt werden. Die Auswertung der Asymmetrien erfolgte für verschiedene Werte der kinematischen Variablen t_c, x_B und Q^2, so dass deren Abhängigkeit von diesen Variablen untersucht werden konnte.Diese Arbeit stößt an die Grenzen der Auswertbarkeit der Daten und zeigt, welche Zeiträume sich bei der Datenname als instabil erwiesen haben und zeigt auf, welche Auswirkungen diese Erkenntnis auf bisherige HERMES Veröffentlichungen hat.