Study of azimuthal asymmetries in COMPASS Drell-Yan data

Abstract

Název práce: Studium azimutálních asymetríí v processu Drell-Yan na zařízení COMPASS Autor: Bc. Markéta Pešková Katedra / Ústav: Katedra fyziky nízkých teplot Vedoucí diplomové práce: M.Sc. Michael Finger, CSc. Abstrakt: Drell-Yan (DY) process, čili produkce leptonového páru z hadron-hadronové interakce, je jedním z unikátních nástrojů ke studiu hadronové struktury. V této práci představujeme teoretické pozadí za tímto procesem a jeho souvislost s popisem spinové struktury nukleonu. Je popsán formalismus Partonových Distribučních Funkcí (PDF) a PDF závislých na příčné hybnosti (TMD PDF), který s tímto procesem úzce souvisí. Dále je vysvětlena zásadní teoretická předpověď týkající se TMD PDF lichých při otočení času o změně jejich znaménka při měření v DY a v Semi- inkluzivním hlubokém nepružném rozptylu (SIDIS), kterou se snaží potvrdit experiment COMPASS. Experiment je stručně popsán v další části práce s důrazem na modifikace potřebné k měření DY procesu provedeného v letech 2014 a 2015 se 190 GeV/c2 svazkem záporně nabitých pionů na protonovém terči (v roce 2015 polarizovaném). V poslední části přinášíme výsledky naší nezávislé analýzy dat z roku 2015. Byly extrahovány tři azimutální asymetrie, které dávají přístup k různým TMD, s použitím dat s koncovým stavem o dvou mionech a invariantní hmotě od 4.3...

Title: Study of azimuthal asymmetries in COMPASS Drell-Yan data Author: Bc. Markéta Pešková Department / Institute: Department of Low Temperature Physics Supervisor of the master thesis: M.Sc. Michael Finger, CSc. Abstract: Drell-Yan (DY) process, i.e. a lepton pair production in hadron-hadron interaction, is one of the unique tools to study structure of hadrons. In this thesis we present its theoretical background and its link to description of the nucleon spin structure. The corresponding formalism of the Parton Distribution Functions (PDF) and the Transverse Momentum Dependent Parton Distribution Functions (TMD PDF) is explained in some detail. The fundamental theoretical prediction of a sign change of the T-odd TMDs in the DY and Semi- inclusive DIS (SIDIS) is described. In the following a concise description of the COMPASS apparatus is given with the emphasis on the setup modification needed and implemented for the Drell-Yan measurement performed in 2014 and 2015 with 190 GeV/c2 beam of negative pions and the proton target (polarised in 2015). In the final chapter we present our independent analysis of the DY data taken in 2015. Three azimuthal asymmetries giving access to the different TMD PDF were extracted using the dimuon events from a mass region of 4.3 to 8.5 GeV/c2 . Our results are in agreement...