Spin-dependent hadro- and photoproduction of heavy quarks at next-to-leading order of QCD

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	29 April 2014
Referee:	Prof. Dr. Andreas Schäfer
Date of exam:	17 April 2014
Institutions:	Physics > Institute of Theroretical Physics > Chair Professor Schäfer > Group Andreas Schäfer
Keywords:	perturbative QCD, parton distribution functions, Störungstheorie, Spinphysik, Partonverteilungsfunktionen
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	29831

Abstract (English)

In this thesis, we have studied heavy quark hadro- and photoproduction in detail and examined the possibilities of using heavy quark production for the extraction of the polarised parton distribution functions. All calculations are performed at ${\cal{O}}(\alpha_s^3)$ and ${\cal{O}}(\alpha\alpha_s^2)$ accuracy, respectively, and theoretical uncertainties due to the choice of scales $\mu_{f,r}$ ...

Abstract (English)

In this thesis, we have studied heavy quark hadro- and photoproduction in detail and examined the possibilities of using heavy quark production for the extraction of the polarised parton distribution functions. All calculations are performed at ${\cal{O}}(\alpha_s^3)$ and ${\cal{O}}(\alpha\alpha_s^2)$ accuracy, respectively, and theoretical uncertainties due to the choice of scales $\mu_{f,r}$ and the heavy quark mass $m_Q$ have been discussed in detail.
Based on our theoretical results we have presented detailed phenomenological studies for the existing PHENIX and STAR experiments at BNL-RHIC and the COMPASS experiment at CERN. Predictions have been made for possible future experiments at a low-energy antiproton-proton collider at GSI-FAIR, a proton-proton collider at J-PARC and an upcoming high-energy electron-ion collider (EIC).

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit betrachteten wir die Hadro- und Photoproduktion schwerer Quarks im Detail und untersuchten die Möglichkeiten, die Produktion schwerer Quarks zur Ermittlung polariserter Partonverteilungsfunktionen heranzuziehen. Alle Rechnungen sind in der Ordnung ${\cal{O}}(\alpha_s^3)$ bzw. ${\cal{O}}(\alpha\alpha_s^2)$ durchgeführt. Theoretische Unsicherheiten aufgrund der Wahl der Skalen ...

Translation of the abstract (German)

In dieser Arbeit betrachteten wir die Hadro- und Photoproduktion schwerer Quarks im Detail und untersuchten die Möglichkeiten, die Produktion schwerer Quarks zur Ermittlung polariserter Partonverteilungsfunktionen heranzuziehen. Alle Rechnungen sind in der Ordnung ${\cal{O}}(\alpha_s^3)$ bzw. ${\cal{O}}(\alpha\alpha_s^2)$ durchgeführt. Theoretische Unsicherheiten aufgrund der Wahl der Skalen $\mu_{f,r}$ sowie der Masse $m_Q$ der schweren Quarks wurden ausführlich diskutiert. Basierend auf unseren theoretischen Ergebnissen haben wir detaillierte phänomenologische Studien für die existierenden Experimente PHENIX und STAR am BNL-RHIC und für das COMPASS-Experiment am CERN erstellt. Weiterhin haben wir Vorhersagen für mögliche zukünftige Experimente gemacht: für einen niederenergetischen Antiproton-Proton-Beschleuniger am GSI-FAIR, einen Proton-Proton-Beschleuniger am J-PARC sowie einen geplanten hochenergetischen Elektron-Ion-Beschleuniger (EIC).

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