KIP-Veröffentlichungen

Jetproduktion ist der dominierende Prozess bei Proton-Proton-Kollisionen am Large Hadron Collider und ermöglicht präzise Untersuchungen der starken Wechselwirkung und der Struktur des Protons. In der vorliegenden Arbeit wird die Bestimmung des inklusiven Jet-Wirkungsquerschnittes mit Hilfe des ATLAS-Detektors bei zwei verschiedenen Schwerpunktsenergien von sqrt(s) = 2,76 TeV und sqrt(s) = 7 TeV vorgestellt. Jets sind hierbei mittels des anti-k_t-Algorithmus definiert. Der Wirkungsquerschnitt wird als Funktion des Transversalimpulses in sieben Rapiditätsbereichen und für Radiusparameter von 0.4 und 0.6 gemessen. Der Quotient der Wirkungsquerschnitte bei verschiedenen Schwerpunktsenergien als Funktion des Transversalimpulses oder der dimensionslosen Größe x_T = 2p_T / sqrt(s) bildet darüber hinaus einen noch präziseren Test, da sich dabei die korrelierten Komponenten der Unsicherheiten aus beiden Messungen aufheben. Die Messungen beruhen auf Datensätzen von 0,20 pb^-1 beziehungsweise 37 pb^-1 und schließen die erstmalige Kalibrierung der Luminositätsdetektoren bei sqrt(s) = 2,76 TeV ein, bei der eine Unsicherheit von 2.7% erreicht wird. Die Ergebnisse werden mit Vorhersagen aus Störungsrechnungen der Quantenchromodynamik zweiter Ordnung verglichen. Nicht-perturbative Effekte werden hierbei entweder mittels Korrekturfaktoren oder durch direkte Kombination der Matrixelementberechnung mit Monte-Carlo-Simulationen berücksichtigt. Außerdem wird eine Bestimmung der Partonverteilungsfunktionen des Protons mit den ATLAS-Jetdaten und Daten von HERA innerhalb einer perturbativen QCD-Rechnung vorgestellt.

Jet production is the dominant process at high transverse momentum in proton-proton collisions at the Large Hadron Collider and allows for a precise test of the strong interaction and the structure of the proton. The inclusive jet cross-section has been measured with the ATLAS detector at two centre-ofmass energies of sqrt(s) = 2.76 TeV and sqrt(s) = 7 TeV. The datasets correspond to an integrated luminosity of 0.20 pb-1 and 37 pb-1, respectively. Based on jets that are identified using the anti-kt algorithm with two radius parameters of 0.4 and 0.6, the double-differential inclusive jet cross-section is presented as a function of the jet transverse momentum p_T and seven ranges of the jet rapidity y. The measurement comprised the calibration of the luminosity detectors for sqrt(s) = 2.76 TeV, where an uncertainty of 2.7% has been achieved. The ratio of the cross-section measurements is determined as a function of transverse momentum as well as the dimensionless quantity x_T = 2p_T / sqrt(s). The systematic uncertainties on the ratio is significantly reduced due to the cancellation of correlated uncertainties in the two measurements. Results are compared to predictions from perturbative QCD calculations at next-to-leading order precision corrected for non-perturbative effects, and predictions from parton shower Monte Carlo simulations with next-to-leading order matrix elements. Several PDF sets, parton shower tunes and Monte Carlo simulations are compared. In addition, the jet cross-section data are analysed within a framework of next-to-leading order perturbative QCD calculations to determine the parton distribution functions of the proton, together with data from HERA.