ESPERIMENTO ZEUS - CONSUNTIVO 1998 Responsabili Nazionali: U.Dosselli, A.Zichichi Sezioni Partecipanti: Bologna, Cosenza, Firenze, LNF, Padova, Roma1, Torino Composizione dei Gruppi: Sezione di Bologna: F. Anselmo, P. Antonioli, G. Bari, M. Basile, L. Bellagamba, D. Boscherini, A. Bruni, G. Bruni, G. Cara Romeo, G. Castellini, L. Cifarelli, F. Cindolo, A. Contin, N. Coppola, M. Corradi, S. De Pasquale, P. Giusti, G. Iacobucci, G. Laurenti, G. Levi, A. Margotti, T. Massam, R. Nania, F. Palmonari, A. Pesci, A. Polini, G. Sartorelli, Y. Zamora Garcia, A. Zichichi Gruppo collegato di Cosenza: R. Ayad, M. Capua, A. Garfagnini, L. Iannotti, M. Schioppa, G. Susinno Sezione di Firenze: G. Barbagli, E. Gallo, P. Pelfer Laboratori Nazionali di Frascati: G. Maccarrone, L. Votano Sezione di Roma I: G. D'Agostini, G. Marini, A. Nigro, M. Raso Sezione di Padova: A. Bertolin, R. Brugnera, R. Carlin, F. Dal Corso, U. Dosselli, S. Limentani, M. Morandin, M. Posocco, L. Stanco, R. Stroili, C. Voci Sezione di Torino: M. Arneodo, R. Cirio, M. Costa, M.I. Ferrero, S. Maselli, V. Monaco, C. Peroni, M.C. Petrucci, M. Ruspa, R. Sacchi, A. Solano, A. Staiano Relazione sulla attivita` scientifica 1998: Esperimento ZEUS --------------------------------------------------------------- Introduzione ------------ Il run di luminosita` per fisica si e` svolto dal mese di Agosto 1998 fino a Dicembre 1998, con collisioni tra fasci di elettroni di energia Ee=27.5 GeV e protoni di energia Ep=920 GeV (820 GeV nel 1997), equivalente ad un aumento del 6% dell'energia nel centro di massa. HERA ha fornito una luminosita` di circa 8 pb^-1. Di questi circa 5 pb^-1 sono stati accumulati su mass-storage dall'esperimento pari a circa 8.2 10^6 eventi (l'88% dei quali di fisica). Rivelatori e progetti con responsabilita` italiane -------------------------------------------------- Per i rivelatori di completa o prevalente responsabilita` dei gruppi italiani (sistema per la rivelazione e misura dei muoni, lo spettrometro per protoni leading, LPS, ed il tracciatore per elettroni diffusi a piccoli angolo Beam Pipe Tracker, BPT) e` da segnalare che: - e` come sempre necessario un controllo continuo dei rivelatori con la presenza di esperti in situ per garantirne il corretto funzionamento; - sono stati installati i rivelatori di trigger per le stazioni S1, S2 ed S3 del LPS; - e' stato installato un terzo piano di strip al silicio per il BPT. Sono proseguiti i lavori per la realizzazione del MVD (Micro Vertex Detector). La componente italiana coordina l'elettronica e partecipa alla realizzazione del sistema di front-end, read-out ed acquisizione. Sono stati effettuati numerosi test sul chip di front-end HELIX ed e` stato realizzato un prototipo dell'ibrido di front-end, attualmente utilizzato nei test su fascio. L'ibrido finale e` stato progettato ed e` in fase di produzione. E` stato realizzato un prototipo del sistema di Low-Voltage e si sta progettando il sistema finale basato su un sistema di controllo CAN. Si e` definita la struttura del sistema di acquisizione, e` stato studiato il networking e sono state realizzate le librerie per l'accesso al bus VME. E` inoltre iniziata la progettazione e scrittura delle strutture dati per i raw data reali e simulati. Nuovi rivelatori dell'esperimento (senza reponsabilita` italiane) ----------------------------------------------------------------- E` anche da segnalare che nel 1998 l'esperimento ZEUS si e` equipaggiato con un calorimetro a piccoli angoli (Forward Plug Calorimeter) gia` impiegato nella acquisizione di dati, che permette di estendere la calorimetria di una unita` in pseudorapidita` (fino ad eta=5). E` stato presentato ed approvato un progetto per la realizzazione di un nuovo sistema di tracking nella regione in avanti, costituito da 24 layers di rivelatori "straw tubes". Produzione Monte Carlo ----------------------- Durante il 1998 sono stati prodotti oltre 71x10^6 eventi Monte Carlo, di cui il 25% dai cluster situati nelle Sezioni INFN. Analisi Dati ------------- L'analisi dei dati ha condotto ad una serie di nuovi risultati, sia pubblicati che presentati come preliminari alle conferenze. Lavori pubblicati durante il 1998: 1) ZEUS Collaboration; J.Breitweg et al. Measurement of Three-jet Distributions in Photoproduction at HERA Phys. Lett. B443 (1998) 394-408 2) ZEUS Collaboration; J.Breitweg et al. Measurement of Elastic Y Photoproduction at HERA Phys. Lett. B437 (1998) 432-444 3) ZEUS Collaboration; J.Breitweg et al. Search for Selectron and Squark Production in e+p Collisions at HERA Phys. Lett. B434 (1998) 214-230 4) ZEUS Collaboration; J.Breitweg et al. Diffractive Dijet Cross Sections in Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C5 (1998) 41-56 5) ZEUS Collaboration; J.Breitweg et al. High-ET Inclusive Jet Cross Sections in Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C4 (1998) 591-606 6) Measurement of the t Distribution in Diffractive Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C2 (1998) 237-246 7) Elastic and Proton-Dissociative Rho^0 Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C2 (1998) 247-267 8) Charged Particles and Neutral Kaons in Photoproduced Jets at HERA The European Phys. Jou. C2 (1998) 77-93 9) Event Shape Analysis of Deep Inelastic Scattering Events with a Large Rapidity Gap at HERA Phys. Lett. B421 (1998) 368-384 10) Dijet Cross Sections in Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C1 (1998) 109-122 11) Measurement of Jet Shapes in Photoproduction at HERA The European Phys. Jou. C2 (1998) 61-75 12) Measurement of the Diffractive Structure Function F_2^D(4) at HERA The European Phys. Jou. C1 (1998) 81-96 Lavori sottomessi per pubblicazione durante il 1998: 1) ZEUS Results on the Measurement and Phenomenology of F_2 at Low x and Low Q^2 DESY 98-121 (Accepted by the Europ. Phys. Jou.) 2) Exclusive Electroproduction of Rho^0 and J/Psi Mesons at HERA DESY 98-107 (Accepted by the Europ. Phys. Jou.) 3) Measurement of inclusive D*+- and associated dijet cross sections in photoproduction at HERA DESY 98-085 (Publ. in The Europ. Phys. Jou. C6 (1999) 67-83) 4) Measurement of the Diffratcive Cross Section in Deep Inelastic Scattering using ZEUS 1994 Data DESY 98-084 (Publ. in The Europ. Phys. Jou. C6 (1999) 43-66) 5) Forward Jet Production in Deep Inelastic Scattering at HERA DESY 98-050 (Publ. in The Europ. Phys. Jou. C6 (1999) 239-252) 6) Measurement of Jet Shapes in High Q^2 Deep Inelastic Scattering at HERA DESY 98-038 (Submitted to the Europ. Phys. Jou.) Le attivita` di analisi che hanno condotto a risultati preliminari o finali presentati alle conferenze, possono essere riassunti come segue: 1. Fisica ad alti Q2 trasferiti e ricerca di stati esotici E` stata completata l'analisi sulla ricerca di particelle supersimmetriche (selettroni e squark) nell'ambito del modello MSSM. Sono state misurate le sezioni d'urto in funzione di Q2 in interazioni DIS NC (fino Q2 ~ 40000 GeV2) e DIS CC (fino Q2 ~ 25000 GeV2) e confrontate con le predizioni di QCD perturbativa (pQCD) ottenendo in generale un buon accordo; sono stati ricavati nuovi limiti su ipotetiche interazioni di contatto dimostrando una sensibilita` paragonabile a quella ottenuta dagli esperimenti al Tevatron e a LEP, sulla produzione di risonanze nel canale s (Leptoquark) e sulla produzione di elettroni eccitati; e` stata effettuata la prima misura della sezione d'urto di produzione di bosoni W. 2. Heavy Flavors E` stata studiata la produzione di open-charm in fotoproduzione e la fotoproduzione inelastica di J/Psi. Quest'ultimo processo si sta rivelando un importante banco di prova sperimentale per verificare la predittivita` dei modelli di ottetto di colore QCD in modo complementare agli esperimenti al Tevatron. 3. Fisica dei jets Sono state misurate le sezioni d'urto inclusiva per jets e la produzione di dijets e confrontati i risultati con le predizioni pQCD al NLO, ottenendo un buon accordo; e` stata studiata la produzione di jets in avanti nel DIS e sono stati effettuati studi sulla produzione di fotoni prompt, sulla molteplicita` di particelle cariche e su variabili di event shapes in DIS. 4. Funzioni di struttura E` stata misurata F2 usando i dati accumulati nel 1996 e 1997: vi e` buon accordo, nelle regioni di sovrapposizione, con le misure effettuate in esperimenti a bersaglio fisso. E` stata misurata F2 nella regione a bassi x e Q2 (0.06511 GeV2 al valore piu` basso di x. 5. Fisica diffrattiva Utilizzando il LPS e` proseguita l'indagine della dissociazione diffrattiva del fotone (ep --> eXp), misurando la funzione di struttura diffrattiva F2D4 e l'andamento della sezione d'urto dsigma/dt in intervalli di Q2 e beta (la frazione di impulso del pomerone trasportata dal quark che interagisce con il fotone). Per la prima volta si sono studiate le caratteristiche dello stato finale X (variabili di shape, distribuzioni xF e Pt, struttura a jet). Sempre usando il LPS si e` dimostrato che il meccanismo dominante per la produzione di protoni leading nell'intervallo 0.6