KIP-Veröffentlichungen

Die Produktion von W Bosonen in Verbindung mit Jets ermöglicht einen präzisen Test störungstheoretischer Berechnungen der Quantenchromodynamik (pQCD). Aufgeteilt in W⁺ und W⁻ Produktion, erlaubt sie Rückschlüsse auf die Valenzquark-Struktur des Protons. Die hier beschriebene Messung der W + jets Produktion basiert auf 20,3 fb⁻¹ an Daten von Proton-Proton Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von √s = 8 TeV, aufgezeichnet mit dem ATLAS Detektor. Die Messung der Wirkungsquerschnitte wird im Zerfallskanal W → eν für die ladungsunabhängige W Produktion, sowie W⁺ und W⁻ Produktion, als Funktion der Anzahl an Jets und differentiell als Funktion von sechs Observablen in Verbindung mit einem oder zwei Jets durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit pQCD Berechnungen führender und nächst-führender Ordnung verglichen. Der Quotient der Wirkungsquerschnitte (W⁺ + jet)/(W⁻ + jet) wird als sensitiv befunden hinsichtlich des Verhältnisses der Valenzquark-Verteilungsfunktionen im Proton in einem Bereich des Impulsanteils von x ∼ 0,1−0,5. Dieser Bereich ist bisher hauptsächlich mittels Fix-Target-Experimenten zu tief-inelastischer Streuung sowie W Asymmetriemessungen am Tevatron zugänglich. Der Quotient aus W⁺ und W⁻ Produktion wird als Funktion der Anzahl an Jets sowie sechs Observablen bei mindestens einem oder zwei vorhandenen Jets gemessen und liefert wichtigen Input für globale Fits von Parton-Verteilungsfunktionen.

The production of W bosons in association with jets serves as a precision test of perturbative quantum chromodynamics (pQCD). Split into W⁺ and W⁻ production, it provides access to the valence quark composition in the proton. The measurement of W + jets production presented here uses 20.3 fb⁻¹ of proton-proton collision data at a center-of-mass energy of √s = 8 TeV recorded with the ATLAS detector. The cross section measurement is performed in the decay channel W → eν for the charge-independent W production as well as W⁺ and W⁻ production separately, as a function of the jet multiplicity and differentially as a function of six observables in association with at least one or two jets. The results are compared to leading-order multi-leg and next-to-leading order pQCD calculations. The cross section ratio (W⁺ + jet)/(W⁻ + jet) is shown to be sensitive to the ratio of valence quark distribution functions in the proton, in a range of the momentum fraction x ∼ 0.1 − 0.5. This range is accessible so far mainly by fixed-target deep inelastic scattering experiments and the W asymmetry measurements at the Tevatron. The ratio of W⁺ to W⁻ production is measured as a function of the jet multiplicity and six observables in the presence of at least one or at least two jets, providing essential input to global fits of parton distribution functions.