• Measurement of transverse spin effects in compass.
  • Misura di effetti di spin transverso in COMPASS
  • Sozzi, Federica

Subject

  • transversity spin RICH COMPASS Collins Sivers DIS
  • FISICA
  • FIS/04 FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Description

  • 2006/2007
  • The argument of the thesis is the transverse spin physics, and the work done is in the framework of the COMPASS experiment, a fixed target experiment at the CERN SPS. COMPASS investigation of the nucleon spin structure is made by means of Deep Inelastic Scattering (DIS), obtained using a muon beam of 160 GeV/c scattering off a polarized deuterium target. In order to study the transverse spin effects, the target nucleons are polarized transversally with respect to the beam direction. The data collected by COMPASS with this target configuration in the years 2003-2004 have been analyzed in order to extract transverse spin asymmetries yielding information about the nucleon spin structure. In the data the DIS events with at least one hadron in the final state have been selected. The hadrons have been identified as pions or kaons using the RICH detector of the spectometer, and to this end a work of calibration of the detector has been performed. The main result of the analysis is the measurement of the Collins and the Sivers asymmetries on identified hadrons, for the first time measured on a deuterium target. The Sivers asymmetries bring information about the Sivers parton distribution function, describing the distribution of the transverse momentum of the quark inside a transversally polarized nucleon. Collins asymmetries are related to the transversity distribution function of the nucleon, giving the probability of finding a quark with the spin parallel or antiparallel to the nucleon spin, and on the Collins fragmentation function, describing the spin dependent part of the fragmentation process. The Sivers, Collins and transversity functions are not known, and their knowledge is of big importance in order to understand the nucleon spin structure. These functions have been extracted fitting the Collins and Sivers asymmetries measured in this thesis together with asymmetries from other experiments: the Collins and Sivers asymmetries measured from the HERMES experiment on a proton target, and the azimuthal asymmetries in hadron pair production in electron-positron annhihilation measured by the Belle Collaboration. As a result of the fit, the unknown functions for different quark flavor, in particular for the u and d valence quark, have been obtained. In the fit, different parametrizations for the unknown functions have been used, and the role of the asymmetries measured in this thesis has been studied. Due to the fact that both HERMES and Belle in the first part of 2007 have provided new set of measured asymmetries with respect to those analyzed in the existing works, the compatibility between the different set of data has also been studied.
  • L'argomento della tesi di dottorato riguarda gli effetti di spin trasverso, e si colloca nella linea di ricerca dell'esperimento COMPASS, esperimento a bersaglio fisso in corso al SPS del CERN. L'esperimento studia reazioni di Deep Inelastic Scattering (DIS) ottenute facendo collidere un fascio di muoni con momento di 160 GeV/c su un bersaglio polarizzato di Litio deuterato. Nella tesi viene descritta l'attivita` di analisi dei dati dell'esperimento presi negli anni 2003-2004, con il bersaglio polarizzato trasversalmente rispetto alla direzione del fascio incidente. L'analisi dati e` consistita nella selezione di eventi DIS con almeno un adrone prodotto nello stato finale; gli adroni sono stati identificati come pioni e kaoni usando il rivelatore RICH dello spettrometro. Il risultato principale dell'analisi e` la misura delle asimmetrie di Collins e delle asimmetrie di Sivers, per la prima volta misurate su adroni identificati su un bersaglio di deuterio. Le asimmetrie di Sivers danno accesso alle funzioni di distribuzione di Sivers, dalle quali e` possibile ricavare informazioni sulla distribuzione del momento trasverso dei quark all'interno del nucleone. Tramite le asimmetrie di Collins, si possono ricavare informazioni sia sulla funzione di distribuzione trasversita`, che indica quanti quark hanno spin parallelo o antiparallelo rispetto a quello del nucleone polarizzato trasversalmente, sia sulle funzioni di frammentazione di Collins, che descrivono il processo di frammentazione di un quark polarizzato trasversalmente in un adrone non polarizzato. La conoscenza delle funzioni di Sivers, di Collins e di trasversita` e` di fondamentale importanza per la comprensione della struttura di spin del nucleone. Tramite un fit alle asimmetrie misurate, si sono estratte queste funzioni di distribuzione per i diversi sapori dei quark, in particolare le parti di valenza per i quark u e d (``flavor separation analysis''). In questa parte dell'analisi, anche dati da altri esperimenti sono stati usati: le asimmetrie di Collins e di Sivers misurate su un bersaglio di protoni da HERMES, che come COMPASS e` un esperimento a bersaglio fisso che studia reazioni di Deep Inelastic Scattering Semi-inclusivo, e le asimmetrie azimutali nella produzione di coppie di adroni in reazioni di annichilazione elettrone-positrone misurate da Belle. Nel fit, si sono usate diverse parametrizzazioni per le funzioni da estrarre, e dove possibile, si e` partiti da lavori gia` esistenti e si e` generalizzato l'approccio. Poiche` sia HERMES che Belle hanno reso disponibili nel corso di quest'anno nuovi set di asimmetrie piu` precise rispetto a quelle usate da tutti i lavori pubblicati, si e` studiata la compatibilita` dei diversi set di dati. Nel lavoro si e` sottolineato l'impatto delle asimmetrie misurate in questa tesi.
  • XX Ciclo
  • 1978

Date

  • 2008-05-09T11:12:01Z
  • 2008-05-09T11:12:01Z
  • 2008-04-21

Type

  • Doctoral Thesis

Format

  • application/pdf
  • application/pdf
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Identifier

http://hdl.handle.net/10077/2709

urn:nbn:it:units-7232