Higher Order QCD Studies of Semi-Inclusive Deep-Inelastic Scattering

Abstract

In der vorliegenden Dissertation habe ich mich intensiv mit der Berechnung von Beiträgen zu Wirkungsquerschnitten der semi-inklusiven tiefinelastischen Streuung (SIDIS) beschäftigt. Die gewonnenen Ergebnisse können verwendet werden, um Informationen über die Partonverteilungsfunktionen und Fragmentationsfunktionen aus SIDIS-Daten zu erhalten. Sie tragen somit zur genaueren Bestimmung der Nukleonenstruktur bei. Insbesondere führen diese Erkenntnisse auch zu Informationen über die Spinstruktur des Protons. Im Rahmen der perturbativen Quantenchromodynamik wurden Beiträge zur Störungsreihe der transversalen Strukturfunktion in SIDIS untersucht, welche in allen Ordnungen der laufenden starken Kopplung auftreten. Dieses Phänomen, bekannt als threshold resummation, taucht in der Region des Phasenraums auf, in der logarithmische Beiträge zu einer festen Ordnung divergieren. Das Summieren jener logarithmischen Beiträge in allen Ordnungen liefert schließlich endliche Beiträge zur Strukturfunktion. Das Wissen über den Aufbau solcher Beiträge ermöglicht, sie zu einer beliebigen festen Ordnung vorherzusagen. Somit ist eine Näherung der Strukturfunktion in einer festen Ordnung durch sogenannte threshold-Logarithmen möglich. Ziel der vorliegenden Dissertation ist, es eine Näherung der transversalen Strukturfunktion in übernächst-führender Ordnung durch threshold-Logarithmen zu erhalten. Dabei wurden außerdem (führende) Beiträge berücksichtigt, welche in der threshold-Region des Phasenraums unterdrückt sind. Im letzten Teil der Dissertation wird das Verhalten der SIDIS Strukturfunktionen zur Streuung von longitudinal polarisierten Protonen mit unpolarisierten Elektro nen bei kleinen Transversalimpulsen untersucht. In diesem Bereich können SIDIS- Daten besonders gut durch transversalimpulsabhängige Partonverteilungsfunkti onen beschrieben werden. Hier wird der Kontakt zu jenen Verteilungsfunktionen von Seiten der kollinearen Faktorisierung hergestellt und die sogenannte T-odd- Asymmetrie im Limes kleiner Transversalimpulse betrachtet.