Low temperature polarized target for spin structure studies of nucleons at COMPASS

Abstract

Název práce: Nízkoteplotní polarizovaný terč pro studium spinové struktury nukleonů v experimentu COMPASS Autor: Bc. Michael Pešek Katedra: Katedra fyziky nízkých teplot Vedoucí diplomové práce: prof. Ing. Miroslav Finger, DrSc. Abstrakt: V předložené práci je vyložen koncept hlubokého nepružného rozptylu leptonů na nukleonech v kontextu studia spinové struktury nukleonů. Jsou diskutovány nepolarizovaný a polarizovaný případ a je zaveden koncept TMDs (Partonové distribuční funkce závislé na příčné hybnosti). Je popsána možnost meření TMDs za pomoci Semi-inkluzivního hlubokého nepružného rozptylu (SIDIS) společně s příslušnými výsledky získanými na experimentu COMPASS. Je krátce zmíněn budoucí polarizovaný Drell-Yan program na experimentu COMPASS a jeho důležitost vzhledem k testu universality, tj. změny znaménka T-lichých TMDs jsou-li měřeny v Drell-Yan procesu a v SIDIS procesu. Je zdůrazněna důležitost polarizovaného terče pro studium spinové struktury a je vyložen teoretický základ dynamické jaderné polarizace pomocí Solid efektu a konceptu spinové teploty. V detailech je popsán experiment COMPASS s důrazem na polarizovaný terč. Konečně je popsána a provedena procedura kalibrace v tepelné rovnováze a jsou prezentovány její výsledky. Výsledky měření jaderné polarizace za roky 2010 a 2011 jsou prezentovány...

Title: Low temperature polarized target for spin structure studies of nucleons at COMPASS Author: Bc. Michael Pešek Department: Department of low temperature physics Supervisor of the master thesis: prof. Ing. Miroslav Finger, DrSc. Abstract: In presented thesis we describe concept of Deep Inelastic Scattering of leptons on nucleons in context of nucleon spin structure studies. Both polarized and unpolarized cases are discussed and concept of Transverse Momentum Dependent Parton Distribution Functions (TMD PDF) is introduced. The possibility of TMDs measurement using Semi-inclusive DIS (SIDIS) is described along with related results from COMPASS experiment. The future Drell-Yan programme at COMPASS is briefly mentioned and its importance is presented on the universality test i.e. change of sign of T-odd TMDs when measured in Drell-Yan and SIDIS. The importance of Polarized Target (PT) for spin structure studies is highlighted and principles of Dynamic Nuclear Polarization (DNP) are given using both Solid effect and spin temperature concept. COMPASS experiment is described in many details with accent given to PT. Finally the thermal equilibrium (TE) calibration procedure is described and carried out for 2010 and 2011 physics runs at COMPASS. The average polarization measurement results from 2010 and 2011 are...