Изучение рождения тяжелых кварков на электронно-протонном коллайдере HERA в эксперименте ZEUS тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

1 Введение

2 Рождение тяжелых кварков в ер столкновениях

1. Кинематика ер рассеяния.

2. Основные процессы рождения тяжелых кварков в ер столкновениях.

3. Описание рождения тяжелых кварков в КХД.

4. Адронизация тяжелых кварков.

5. Монте-Карло моделирование рождения тяжелых кварков

3 Использование детектора ZEUS для регистрации рождения тяжелых кварков на коллайдере HERA

1. Электрон-протонный коллайдер HERA.

2. Многоцелевой детектор ZEUS

4 Полное сечение сс фоторождения

1. Экспериментальные условия.

2. Реконструкция D*± мезонов

3. Отбор событий фоторождения.

4. Выделение D*± сигнала.

5. Вычисление ep—^D^X сечения

6. Переход к -ур-^ссХ сечению и сравнение с предсказаниями NLO QCD.

5 Исследование инклюзивного фоторождения и мезонов

1. Экспериментальные условия.

2. Особенности анализа.

2.1. Выделение сигналов В*± мезонов в данных 1994 г.

2.2. Выделение сигналов мезонов в данных 1996-1997г.г.

2.3. Выделение сигнала мезонов в данных 1996-1997 г.г.

3. Дифференциальные сечения фоторождения и В^ мезонов. Сравнение с предсказаниями N1,0 С^СБ.

4. Сравнение с вычислениями, проделанными в полужестком подходе С^СБ.

5. Сравнение с предсказаниями модели ВКЪ

6 Дифференциальные сечения тагированного фоторождения 1)*± мезонов

1. Особенности анализа тагированного фоторождения И*± мезонов.

2. Сравнение дифференциальных сечений тагированного фоторождения Б*^ мезонов с предсказаниями 1\[ЬО С^СБ

3. Сравнение с предсказаниями модели ВКЬ

7 Ассоциированное рождение мезонов и струй с большими поперечными импульсами

1. Струи с большими поперечными импульсами.

2. Инклюзивное фоторождение струй в событиях с реконструированными 1)*± мезонами.

3. Реконструкция для событий с двумя и более струями и 1)*± мезоном.

8 Рождение чарма в глубоко-неупругом рассеянии

1. Особенности изучения рождения чарма в ГНР.

2. Сравнение дифференциальных сечений рождения чарма в ГНР с теоретическими предсказаниями.

3. Вклад чарма в протонную структурную функцию

9 Изучение адронизации чарма и спектроскопии D—мезонов на HERA

1. Отношение сечений фоторождения Df и D*± мезонов и подавление странности во фрагментации чарма.

2. Наблюдение нейтральных Р-волновых очарованных мезонов на HERA.

3. Реконструкция очарованно-странных мезонов.

4. Поиск радиально-возбужденных очарованных D*f± мезонов

10 Первые результаты о рождении bb на HERA

1. Особенности экспериментальной процедуры.

2. Дифференциальные сечения для электронов от полу-лептонных распадов с— и 6—кварков.

3. Сечение фоторождения бьюти на HERA.

Исследование взаимодействий частиц с наиболее высокими достигнутыми энергиями позволяет изучать фундаментальную структуру материи и законы природы ею управляющие. Основу современных представлений субъядерной физики высоких энергий составляют кварковая модель строения адронов и стандартная модель электро-слабых и сильных взаимодействий. Частью стандартной модели, описывающей сильные взаимодействия цветных кварков и глюонов, является квантовая хромодинамика (КХД, С^СБ).

Изучение рождения тяжёлых кварков исключительно важно для развития представлений и методов расчётов физики высоких энергий. Масса тяжёлого кварка может быть использована в качестве жёсткой шкалы, позволяющей проводить пертурбативные вычисления. Таким образом, рождение тяжёлых кварков может быть использовано для тестирования расчётов, проделанных в рамках пертурбативной КХД пкхд, РдсБ).

Электронно-протонные столкновения позволяют изучать несколько процессов рождения тяжёлых кварков. Доминирующим механизмом взаимодействия электронов с протонами при доступных энергиях является обмен фотоном. При этом одним из основных процессов рождения тяжёлых кварков является слияние обменного фотона с глюоном из структуры протона с образованием кварк-антикварковой пары. Таким образом, фотон выступает в качестве зонда глюонной структуры протона. Экспериментальные данные о фотон-протонных столкновениях на HERA и фотон-фотонных столкновениях на LEP указывают на необходимость использования в pQCD вычислениях процессов на разрешённом фотоне, в которых фотон выступает в роли источника партонов, как и протон. Изучение характеристик образования тяжёлых кварков в таких процессах позволяет тестировать структуру фотона.

До начала 1990-х годов данные о рождении тяжёлых кварков в лептон-нуклонных и фотон-нуклонных столкновениях ограничивались областью относительно небольших энергий, доступных в экспериментах на фиксированной мишени. Для перехода на качественно новый уровень тестирования pQCD вычислений и изучения стуктур протона и фотона было необходимо перейти к изучению предмета в коллайдерном эксперименте.

Целью данной диссертационной работы являлось экспериментальное исследование рождения тяжёлых кварков в электронно-протонных (позитрон-протонных) столкновениях при энергиях в системе центра масс (с.ц.м.) сталкивающихся частиц около 300 ГэВ. Такие энергии были достигнуты на первом в мире электронно-протонном коллайдере HERA, построенном в 1984-91 г.г. в немецком ускорительном центре DESY в г.Гамбург. В 1992 г. две международные коллаборации, Н1 и ZEUS, начали сбор и исследование коллайдерных данных с помощью одноименных детекторов. В 1993 г. многоцелевой детектор ZEUS был укомплектован центральным трековым детектором, что позволило проводить полную реконструкцию очарованных мезонов в их модах распада на заряженные частицы (пионы и каоны). Это позволило приступить к изучению рождения чарма в электронно-протонных столкновениях при энергиях на порядок превышающих энергии экспериментов на фиксированной мишени. Уже на основе данных, собранных коппаборацией ZEUS в 1993 г., удалось измерить полное сечение фоторождения чарма на HERA. В дальнейшем светимость коллайдера HERA возрастала с каждым годом и полная интегральная светимость к 2000 г. более чем в 200 раз превысила интегральную светимость 1993 г. Это позволило провести детальное изучение рождения с—кварков и получить первые данные о рождении Ь—кварков на HERA.

В данной диссертационной работе представлены основные результаты коллаборации ZEUS о рождении с— и Ъ—кварков на HERA, полученные на основе данных 1993-2000 г.г. Для сравнения и полноты описания предмета приведены некоторые результаты о рождении с— и Ь—кварков, полученные коллаборацией Н1. Обширные и очень интересные результаты HERA о рождении тяжёлых кваркониев {J/ф и Т) не обсуждаются в данной работе, т.к. они представляют специальную область, требующую отдельного рассмотрения. Все экспериментальные результаты, включённые в диссертацию, сравниваются с расчётами разных теоретических групп и проводится анализ сравнения.

Диссертация состоит из 11 глав, включая введение и заключение. Введение содержит краткую характеристику темы, формулировку целей диссертационной работы и описание структуры диссертации. В конце введения отмечается личный вклад автора в полученные результаты. Во 2-ой главе определяются кинематические переменные и описываются основные механизмы рождения тяжёлых кварков в электронно-протонных столкновениях. Далее в этой же главе даётся описание модельных представлений и расчётов, привлекаемых для сравнения. В 3-ей главе приводится краткое описание коллайдера HERA, многоцелевого детектора ZEUS и его триггерной системы. В 4-ой главе описано измерение и приведены результаты о полном сечении сс фоторождения. В 5-ой главе представлены измерения дифференциальных и интегральных сечений инклюзивного

Заключение

В данной диссертационной работе представлены основные результаты коллаборации ZEUS о рождении с- и Ъ—кварков на HERA, полученные на основе данных 1993-2000 г.г. Основными результатами, выносимыми на защиту, являются следующие результаты:

1) Полное сечение фоторождения чарма измерено в области энергии 7р системы в её с.ц.м. от 115 до 275 ГэВ. Показано, что с ростом энергии 7р столкновения на один порядок по сравнению с экспериментами на фиксированной мишени, полное сечение фоторождения чарма возрастает также на один порядок, что соответствует быстрому росту глюонной плотности протона с уменьшением хд. Было продемонстрировано качественное согласие рассчётов сечения фоторождения чарма, проделанных в NLO QCD, с экспериментальными результатами.

2) Проведено прецизионное измерение дифференциальных сечений фоторождения D*± и Df мезонов, что позволило провести детальное сравнение с NLO QCD вычислениями. Это сравнение выявило существенные проблемы теоретического описания процесса. Предсказания NLO QCD, полученные в подходе с фиксированным порядком, существенно недооценивают измеренные сечения. d*± d± n*± п±

Форма предсказанных распределении по pL и r¡ > s в целом соответствует характеру поведения экспериментальных распределений, но не воспроизводит их детально. Наибольшее расхождение между предсказаниями и экспериментом наблюдается при положительных величинах r]D*±,D^, т.е. в переднем (протонном) направлении.

3) Изучено ассоциированное рождение D*± мезонов и струй с большими поперечными импульсами. Используя события с двумя и более струями, проведено измерение дифференциального сечения по где x®BS имеет смысл доли импульса начального фотона, давшей вклад в рождение двух струй с наибольшими поперечными импульсами. Сравнение распределения по x®BS с предсказаниями LO Монте-Карло генераторов показало, что для описания формы экспериментального распределения LO предсказаниями необходимо учитывать вклады как процесса фотон-глюонного слияния, так и процессов на разрешённом фотоне. При этом, доминирующую часть вклада процессов на разрешённом фотоне в LO Монте-Карло составляют процессы возбуждения чарма в фотоне. Было также проведено сравнение экспериментального dcr/dx®BS распределения с NLO QCD расчётами на партонном уровне в подходе с фиксированным порядком. Предсказания NLO согласуются с измеренным сечением двухструйного рождения чарма в области 0.75 < x°BS < 1.0, т.е. там, где можно ожидать доминирующий вклад фотон-глюонного слияния. Однако, в области x°BS < 0.75, эти предсказания значимо недооценивают измеренные сечения.

4) Рождение чарма в глубоко-неупругом рассеянии изучено в области виртуальности обменного фотона, Q2, от 1 до 1000 ГэВ2. Сравнение измеренных дифференциальных сечений с результатами NLO QCD вычислений, проделанных в подходе с фиксированным порядком для ГНР случая, показало, что эти предсказания в основном соответствуют экспериментальным результатам. На основании измеренных сечений проведена реконструкция вклада чарма, F2CC, в протонную структурную функцию, F2. Для фиксированных величин Q2, структурная функция F|c растёт с уменьшением х. Этот рост становится более крутым с увеличением Q2. При фиксированных значениях ж, величина структурной функции Ff растёт с ростом величины Q2, демонстрируя таким образом нарушение масштабной инвариантности. Относительный вклад чарма в протонную структурную функцию растёт с ростом Q2 и уменьшением х. Для наименьших значений Q2, относительный вклад чарма составляет та 10%. В то же время, начиная с Q2 та 20ГэВ2, эта доля достигает та 30% при наименьших доступных измерению величинах х.

5) Проведено исследование фрагментационных характеристик рождения чарма и спектроскопии D—мезонов на HERA. Измерены отношение сечений рождения Df и D*± мезонов и величина фактора подавления странности, 7S. На основании реконструированных сигналов орбитально-возбуждённых очарованных (D®, D2°) и очарованно-странных (Df) мезонов оценены адронизационные доли f(c—>Di), /(c-^Dlf) и f(c—> Df). Все полученные величины согласуются с результатами е+е~ экспериментов, что подтверждает универсальный характер фрагментации чарма. Был проведён поиск радиально-возбуждённых очарованных DH± мезонов и получен верхний предел для величины /(с —» D*'+) • Вв*'+~>г)*+1Х+-к-.

6) Измерено сечение фоторождения Ъ—кварков для области р\ > 5 ГэВ и |?7Ь| < 2 и получено указание на недооценку этого сечения NLO QCD вычислениями, проделанными в подходе с фиксированным порядком.

Полученные результаты триггировали дальнейшее развитие теоретических представлений и методов расчёта процессов рождения и адронизации тяжёлых кварков. Для описания дифференциальных сечений фоторождения D*± мезонов, две теоретические группы провели NLO QCD вычисления в рессумационном подходе [80, 85]. Эти вычисления, использующие в явном виде с—кварки в параметризациях структурных функций фотона и протона, применимы только при р[[ тс и поэтому могут использоваться только для области больших р^**. Предсказания двух рессумационных расчётов близки по форме распределений, но отличаются примерно на 40% по абсолютной величине. Расчёты, проделанные в [80], ближе к измеренным значениям, но и они недооценивают экспериментальные сечения в переднем (протонном) направлении. Эти предсказания чувствительны к выбору структурной функции фотона, что определяется различным содержанием чарма в разных параметризациях. Наилучшее описание da/di]0^ распределения позволяет получить структурная функция фотона GS-G НО, в которой содержание с— и и—кварков равны друг другу.

Кроме расчётов, проделанных в коллинеарном подходе QCD, для описания дифференциальных сечений рождения D*± мезонов на HERA были проведены расчёты в полужёстком (кт~ факторизационном) подходе QCD [116] с использованием неинтегрированного по начальным поперечным импульсам глюонного распределения. NLO поправки и процессы, требующие использования структурной функции фотона, не рассматривались в этих расчётах. Вычисления в полужёстком подходе успешно воспроизводят форму экспериментального распределения по р^ ±, однако предсказываемые распределения по г}0^ не соответствуют форме экспериментальных распределений.

Дефицит предсказываемых сечений в переднем (протонном) направлении привёл к предложениям использовать более сложную, по сравнению с параметризацией Петерсона, фрагментационную схему. При использовании параметризации Петерсона, D-мезону приписывается часть импульса с-кварка, сохраняя для мезона направление движения кварка. Напротив, Монте-Карло генераторы предсказывают некоторое смещение D-мезонов в направлении движения протонного остатка. Такое смещение возникает вследствии взаимодействия цветных зарядов с-кварка и протонного остатка. Этот эффект получил название эффекта притяжения к пучку ("beam-drag effect") [120].

Для совместного описания рождения и адронизации с—кварков была предложена модель BKL [119], в которой проводится расчёт процесса ер—>ссХ порядка 0(aaf) в древесном приближении. Далее проводится адронизация полученных кварков в (с, q) состояния, учитывая синглетные и октетные цветовые комбинации. Соотношение между октетным и синг летным вкладом было настроено таким образом, чтобы добиться наилучшего описания экспериментальных данных о фоторождении D*± мезонов при 130 < W < 280 ГэВ. Октетный вклад наиболее заметен в переднем направлении, т.к. учёт октетной компоненты увеличивает относительный вклад рекомбинационных диаграмм. По мнению авторов модели [119], учёт рекомбинационных диаграмм позволяет в определённой степени воспроизвести эффект притяжения к пучку. Процессы, требующие использования структурной функции фотона, не рассматривались в данной модели. Результаты BKL вычислений хорошо описывают экспериментальные дифференциальные сечения тагированного фоторождения мезонов при 80 < W <

120 ГэВ. Модель также позволяет описать форму дифференциального распределения по р± для фоторождения Df мезонов. Однако d± предсказание для распределения по rj s недооценивает сечение в переднем (протонном) направлении.

В работе [127] было показано, что модель BKL не позволяет описать экспериментальное d<r/dx°BS распределение. Для преодоления этого разногласия, двое из авторов модели BKL провели LO расчёт [127] вклада процесса возбуждения чарма в фотоне на основе модели векторной доминантности. Рассматривая флуктуации начального фотона в J/ф и другие векторные сс—мезоны) и используя структурную функцию с—кварка в J/ф, авторы провели расчёт LO процесса сд—^сд и нашли, что этот процесс дает вклад «30% от сечения двухструйного рождения чарма в кинематической области измерения ZEUS. Вклад VDM компоненты почти полностью сосредоточен в области 0.25 < x°BS < 0.75.

Изучение возможности описания dcr/dx®BS распределения было проведено также в рамках полужёсткого подхода QCD [129, 130]. Использование неинтегрированного глюонного распределения позволяет добиться увеличения сечения в центральной области не решая при этом, однако, проблему дефицита сечения в переднем (протонном) направлении.

Для точного описания дифференциальных сечений рождения тяжёлых кварков в ер ж других столкновениях было предложено построение "согласованных" ("matched") NLO QCD вычислений [155, 156]. В этих вычислениях результаты расчётов в подходе с фиксированным порядком используются при рс± ¡=з тс, а при рс± тс используются расчёты в рессумационном подходе. Для перехода от первого ко второму случаю проводится процедура согласования с помощью феноменологической функции. Параметры этой функции могут быть настроены из сравнения с экспериментальными данными. Ещё более интересным представляется сравнение полученных экспериментальных данных с NNLO QCD расчётами, которые должны радикально уменьшить неопределённости теоретических предсказаний и улучшить эффективное описание процессов возбуждения чарма в подходе с фиксированным порядком. Серьёзные успехи в развитие NNLO вычислений [125, 126] позволяют надеяться на реализацию полных NNLO QCD предсказаний в течении ближайших нескольких лет.

HERA закончила свой первый период набора данных в сентябре 2000 г. Интегральная светимость за этот период составила «¿130pb1. Полное вовлечение всех собранных данных в физический анализ позволит изучить новые аспекты рождения и адронизации тяжёлых кварков. Большая статистика и улучшенная триггерная логика позволят провести измерение дифференциальных сечений с меньшими статистическими и систематическими погрешностями. После реконструкции светимость коллайдера HERA возрастёт в 4-5 раз. Можно ожидать, что к 2005-2006 г.г. будут собраны данные, соответствующие интегральной светимости « lfb-1. В этот период особое внимание будет уделено изучению рождения с— и Ъ—кварков, чему должны способствовать больптя статистика и новые трековые компоненты детектора ZEUS [30,

31]:

• силиконовый микровершинный детектор (MicroVertex Detector, MVD);

• трубчатый трекер (Straw-Tube Tracker, STT) в переднем (протонном) направлении.

В дальнейшем изучение рождения тяжёлых кварков в электронно-протонных столкновениях может быть продолжено на новом коллайдере THERA [32, 33].

В заключение я хотел бы выразить мою искреннюю благодарность всем, кто сделал возможной эту работу и помогал в её проведении. Я благодарю руководителя отдела экспериментальной физики высоких энергий профессора П.Ф.Ермолова за организацию работы в составе коллаборации ZEUS. Я благодарен моим коллегам из Научно-Исследовательского Института Ядерной Физики Е.М.Лейкину, И.А.Коржавиной, Р.К.Дементьеву, В.И.Рудю, А.Я.Ротвайну, Н.П.Зотову, Ю.А.Голубкову и А.Н.Соломину за сотрудничество и передачу неоценимого опыта работы.

Все результаты, выносимые на защиту, являются официальными результатами коллаборации ZEUS, и я благодарен всем моим коллегам по коллаборации за участие и помощь в работе. Я хотел бы выразить особую благодарность И.Айзенбергу, У.Каршону, Д.Хохману, Х.Ролдану, Р.Грациани, Х.Фернандесу, А.Приниасу, И.Редондо, К.Колдеваю, О.Деппе, Ч.Киму, М.Саттону, Д.Бейли, С.Чеканову, К.Хеббель, М.Вингу и М.Хейсу за проведение совместных исследований. Я также благодарен профессорам Г.Вольфу, Р.Кланнеру, А.Колдвелу и Б.Фостеру, возглавлявшим коллаборацию ZEUS в период проведения данной работы и проявлявшим к ней постоянное внимание.

Я выражаю признательность коллегам из коллаборации Н1 Ф.Сефкову, К.Даум, Р.Герхардсу, Г.Циполитису, Д.Дейтону и Б.Нарошке за совместное обсуждение результатов и создание атмосферы плодотворного научного соперничества. Я хотел бы также поблагодарить всех физиков теоретиков, которые проводили вычисления для сравнвния с результатами, полученными в данной работе. Моя особая благодарность относится к Стефано Фрикционе за многочисленные обсуждения и за предоставление программы NLO QCD вычислений.

Проведение представляемых исследований было бы невозможно без виртуозной работы машинной группы ускорителя HERA. Я хотел бы также выразить свою признательность директорату и всем сотрудникам DES Y за гостеприимство.

1. L.K. Gladilin (On behalf of the HI and ZEUS collaborations), "Open Charm Production at HERA77 , Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 75B (1999) 117.

2. L.K. Gladilin (For the HI and ZEUS Collaborations), "B-physics at HERA", Nucl. Instrum. Methods km (2000) 120.

3. L.K. Gladilin, "Charm Hadron Production Fractions" , hep-ex/9912064.

4. ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al, Phys. Lett. B348 (1995) 665.

5. ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., "Study of D*±(2010) Production in ep Collisions at HERA" , Phys. Lett. B349 (1995) 225.

6. ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., Phys. C68 (1995) 29.

7. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "Differential Cross Sections of Photoproduction in ep Collisions at HERA" , Phys. Lett. B401 (1997) 192.

8. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "D* Production in Deep Inelastic Scattering at HERA" , Phys. Lett. B407 (1997) 402.

9. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C2 (1998) 77.

10. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C7 (1999) 609.

11. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "Measurement of inclusiue D*± and associated dijet cross sections in photoproduction at HERA" , Eur. Phys. J. C6 (1999) 67.

12. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "Measurement of D*± production and the charm contribution to E2 in deep inelastic scattering at HERA", Eur. Phys. J. C12 (2000) 35.

13. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Phys. Lett. B479 (2000) 37.

14. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., 'Measurement of Inclusive Df Photoproduction at HERA" , Phys. Lett. B481 (2000) 213.

15. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., Eur. Phys. J. C14 (2000) 213.

16. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "Measurement of open beauty production in photoproduction at HERA" , Eur. Phys. J. C18 (2001) 625.

17. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "Production of P-wave charm mesons at HERA " , contributed paper 448 to the XXX International Conference on High Energy Physics, Osaka, Japan, July-August 2000.

18. ZEUS Collaboration, J. Breitweg, ., L.K. Gladilin et al., "D** production in deep inelastic scattering" , contributed paper 449 to the XXX International Conference on High Energy Physics, Osaka, Japan, July-August 2000.

19. ZEUS Collaboration, S. Chekanov, ., L.K. Gladilin et al., "Production of the excited charm-strange meson D^ (2536) at HERAcontributed paper 497 to the International Europhysics Conference on High Energy Physics 2001, Budapest, Hungary, July 2001.

20. ZEUS Collaboration, M. Derrick et al., Phys. Lett. B293 (1992) 465; The ZEUS Detector: Status Report 1993, DESY 1993.

21. N. Harnew et al., Nucl. Instrum. Methods A279 (1989) 290; B. Foster et al., Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 32 (1993) 181; B. Foster et al., Nucl. Instrum. Methods A338 (1994) 254.

22. J. Andruszkow et al., DESY 92-066 (1992);

23. ZEUS Collaboration, M. Derrick, ., L.K. Gladilin et al., Z. Phys. C63 (1994) 391.

24. L.K Gladilin, "ZEUS Report" , Open Session of the 49th Meeting of the Physics Research Committee, DESY, May 2-3 2000;

25. B. Foster, L.K. Gladilin, ZEUS-Note 00-012.

26. L.K Gladilin, E. Laenen, "Heavy Flavour Physics at HERA IF , DESY Forum (http://webcast.desy.de/), DESY, July 6 2001.

27. THERA study group, H. Abramowicz, ., L.K. Gladilin et al., "Electron-proton scattering at y/s ~ 1 TeV. Physics and experimentation with THERA" , TESLA technical desigh report (http://tesla.desy.de/), DESY 2001-011, ECFA 2001-209, Appendix.

28. L.K Gladilin and I. Redondo, "Heavy quark production measurements at THERA" , The THERA Book (http://www.ifn.de/thera/tbook/), DESY 01-123F vol 4, DESY-LC-REV-2001-062, 2001; hep-ph/0105126.

29. T. Uematsu and T.F. Walsh, Phys. Lett. B101 (1981) 263; Nucl. Phys. B199 (1982) 93.

30. F. Borzumati and G. Schuler, Z. Phys. C58 (1993) 139.

31. M. Drees and R. Godbole, Phys. Rev. D50 (1994) 3124.

32. G. Schuler and T. Sjostrand, Phys. Lett. B376 (1996) 193.

33. J.C. Collins, D. Soper and G. Sterman, Nucl. Phys. B263 (1986) 37.

34. P. Nason, S. Dawson and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B303 (1988) 607.

35. P. Nason, S. Dawson and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B327 (1989) 49; erratum ibid. 335 (1990) 260.

36. W. Beenakker, H. Kuijf, W.L. van Neerven and J. Smith, Phys. Rev. D40 (1989) 54.

37. W. Beenakker, W.L. van Neerven, R. Meng, G.A. Schuler and J. Smith, Nucl. Phys. B351 (1991) 507.

38. B. Lampe, Fortschr. Phys. 40 (1992) 329.

39. M. Cacciari and M. Greco, Nucl. Phys. B421 (1994) 530.

40. B.A. Kniehl, M. Kramer, G. Kramer and M. Spira, Phys. Lett. B356 (1995) 539.

41. M. Cacciari and M. Greco, Z. Phys. C69 (1996) 459.

42. L.V. Gribov, E.M. Levin and M.G. Ryskin, Phys. Reports 100 (1983) 1.

43. E.M. Levin and M.G. Ryskin, Phys. Reports 189 (1990) 267.

44. E.M. Levin, M.G. Ryskin, Yu.M. Shabelski and A.G. Shuvaev, Sov. J. Nucl. Phys. 53 (1991) 657;

45. Sov. J. Nucl. Phys. 54 (1991) 867.

46. S. Catani, M. Ciafaloni and F. Hautmann, Phys. Lett. B242 (1990) 97; Nucl. Phys. B366 (1991) 135.

47. J.C. Collins and R.K. Ellis, Nucl. Phys. B360 (1991) 3.

48. G. Marchesini and B.R. Webber, Nucl. Phys. B386 (1992) 215.

49. E.A. Kuraev, L.N. Lipatov and V.S. Fadin, Sov. Phys. JETP 45 (1977) 199;

50. Y.Y. Balitskii and L.N. Lipatov, Sov. J. Nucl. Phys. 28 (1978) 822.

51. M. Ciafaloni, Nucl. Phys. B296 (1988) 49;

52. S. Catani, F. Fiorani, G. Marchesini, Phys. Lett. B234 (1990) 339; S. Catani, F. Fiorani, G. Marchesini, Nucl. Phys. B336 (1990) 18; G. Marchesini, Nucl. Phys. B445 (1995) 49.

53. N. Isgur and M. B. Wise, Phys. Lett B232 (1989) 113; M. Neubert, Phys. Reports A245 (1994) 259.

54. N. Isgur and M.B. Wise, Phys. Rev. Lett. 66 (1991) 1130; J.L. Rosner, Comm. Nucl. Part. Phys. 16 (1986) 109.

55. CLEO Collaboration, S. Anderson et al., Nucl. Phys. A663 (2000) 647.

56. S. Godfrey and N. Isgur, Phys. Rev. D32 (1985) 189.

57. D. Ebert, V.O. Galkin, R.N. Faustov, Phys. Rev. D57 (1998) 5663.

58. DELPHI Collaboration, P. Abreu et al., Phys. Lett. B426 (1998) 231.

59. OPAL Collaboration, submitted to the XXIX International Conference on High Energy Physics, ICHEP 98, Vancouver, Canada, July 1998, OPAL PN 352.

60. J.L. Rodriguez (CLEO Collaboration), "Hadronic Decays of Beauty and Charm at CLEO", Heavy Quarks at Fixed Targets, Fermilab, October 1998, edited by Harry W.K. Cheung and Joel N. Butler (1999), hep-ex/9901008.

61. C .F. Weizsäcker, Z. Phys. 88 (1934) 612; E .J. Williams, Phys. Reports 45 (1934) 729.

62. V.M. Budnev et al., Phys. Reports 15C (1975) 181.

63. S. Nussinov, Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 1672;

64. G.J. Feldman et al., Phys. Rev. Lett. 38 (1977) 1313.

65. Particle Data Group, C. Caso et al., Eur. Phys. J. C3 (1998) 1.

66. F. Jacquet and A. Blondel, in "Proceedings of the Study of an ep Facility for Europe", ed. U. Amaldi, DESY 79/48 (1979) 391.

67. Particle Data Group, M. Aguilar-Benitez et al., Phys. Rev. D50 (1994) 1173.

68. Particle Data Group, R.M. Barnett et al., Phys. Rev. D54 (1996) 1.

69. Particle Data Group, D.E. Groom et al., Eur. Phys. J. C15 (2000) 1.

70. H. Plothow-Besch, The Parton Distribution Function Library,Int. J. Mod. Phys. A10 (1995) 2901.

71. OPAL Collaboration, R. Akers et al., Z. Phys. C67 (1995) 27.

72. PEC Collaboration, M.I. Adamovich et al., Phys. Lett. B187 (1987) 437; E691 Collaboration, J.C. Anjos et al., Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 2503; N A-14/2 Collaboration, M.P. Alvarez et al., Z. Phys. C60 (1993) 53.

73. S. Frixione et al., Phys. Lett. B348 (1995) 633; S. Frixione et al., Nucl. Phys. B431 (1994) 453.

74. S. Frixione et al., Nucl. Phys. B454 (1995) 3.

75. S. Frixione et al., Nucl. Phys. B412 (1994) 225; M.L. Mangano et al., Nucl. Phys. B373 (1992) 295.

76. Hl Collaboration, S. Aid et al., Nucl. Phys. B472 (1996) 32.

77. Hl Collaboration, 'Photoproduction of D* Mesons in e-p Collisions at HERA", Contributed paper to HEP97, Jerusalem, August 1997, Abstract 276.

78. O. Deppe, PhD Thesis, Univ. Hamburg 1999, DESY-THESIS-2000-006.

79. B.A. Kniehl et al., Z. Phys. C76 (1997) 689; J. Binnewies et al., Z. Phys. C76 (1998) 677;

80. J. Binnewies et al., Phys. Rev. D58 (1998) 014014; B.A. Kniehl, private communication.

81. C. Peterson et al., Phys. Rev. D27 (1983) 105.

82. J. Chrin, Phys. C36 (1987) 163.

83. P. Aurenche et al., Z. Phys. C56 (1992) 589.

84. B.A. Kniehl, G. Kramer, private communication.

85. M. Cacciari et al., Phys. Rev. D55 (1997) 2736; ibid 7134; M. Cacciari, private communication

86. M. Glück, E. Reya and A. Vogt, Phys. Rev. D46 (1992) 1973.

87. L.E. Gordon and J.K. Storrow, Z. Phys. C56 (1992) 307.

88. L.E. Gordon and J.K. Storrow, Nucl. Phys. B489 (1997) 405; hep-ph/9607370.

89. P. Aurenche et al., Z. Phys. C64 (1994) 621.

90. CLEO Collaboration, D. Bortoletto et al., Phys. Rev. D37 (1988) 1719; CLEO Collaboration, D. Bortoletto et al., Phys. Rev. D39 (1989) 1471.

91. CLEO Collaboration, P. Avery et al., Phys. Rev. D43 (1991) 3599.

92. ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Phys. Lett. B207 (1988) 109.

93. ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Z. Phys. C52 (1991) 353.

94. ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al. Z. Phys. C54 (1992) 1.

95. OPAL Collaboration, G. Alexander et al, Z. Phys. C72 (1996) 1.

96. OPAL Collaboration, K. Ackerstaff et al., Eur. Phys. J. CI (1998) 439.

97. ALEPH Collaboration, R. Barate et al., CERN/EP 99-094, hep-ex/9909032, submitted to Eur. Phys. J. C .

98. DELPHI Collaboration, D. Bloch et al., DELPHI-98-120 CONF 181, contributed paper 122 to the ICHEP98 Conference Vancouver, Canada, July 1998.

99. DELPHI Collaboration, P. Abreu et al., CERN-EP/99-67, submitted to Eur. Phys. J. C.

100. CLEO Collaboration, R. Giles et al., Phys. Rev. D29 (1984) 1285.

101. M. Samuel, Phys. Lett. B397 (1997) 241.

102. P. Nason and C. Oleari, Phys. Lett. B447 (1999) 327 and hep-ph/9903541.

103. C. Oleari, private communication.

104. B. Andersson et al., Phys. Reports 97 (1983) 31.

105. B.R. Webber, Nucl. Phys. B238 (1984) 492.

106. T. Sjostrand, Comp. Phys. Comm. 39 (1986) 347;

107. T. Sjostrand and M. Bengtsson, Comp. Phys. Comm. 43 (1987) 367.

108. T. Sjostrand, Comp. Phys. Comm. 82 (1994) 74.

109. G. Marchesini et al., Comp. Phys. Comm. 67 (1992) 465.

110. H. Jung, Comp. Phys. Comm. 86 (1995) 147.

111. G. Ingelman, J. Rathsman and G.A. Schuler, Comp. Phys. Comm. 101 (1997) 135.

112. K. Charchula, G.A. Schuler and H. Spiesberger, Comp. Phys. Comm. 81 (1994) 381.

113. A. Kwiatkowski, H. Spiesberger and H.-J. Möring Comp. Phys. Comm. 69 (1992) 155.

114. GEANT 3.13, R. Brun et al., CERN/DD/EE/84-1 (1987).

115. B.D. Burow, "FUNNEL: Towards Comfortable Event Processing" , Proceedings of the international Conference on the Computing in High Energy Physics, CHEP'95, Rio de Janeiro, Brazil, Sept. 1995, editors R. Shellard and T. Nguyen, World Scientific, p. 59.

116. HERA: A proposal for a Large Electron Proton Colliding Facility at DESY (Hamburg, 1981), DESY-HERA-81/10.

117. S.P. Baranov and N.P. Zotov, Phys. Lett. B458 (1999) 389; N.P. Zotov, private communication.

118. J. Blümlein, "On the kt dependent gluon density of the proton" , Proceedings of the Workshop on Deep Inelastic Scattering and QCD, edited by J. Laporte, Y. Sirois (1995), DESY 95-121.

119. M. Glück, E. Reya and A. Vogt, Z. Phys. C67 (1995) 433.

120. A.B. Бережной, B.B. Киселёв и A.K. Лиходед,

121. ЯФ, т. 63, в. 9, с. 1682; Yad. Fiz. Phys. At. Nucl. 63 (2000) 1595; A.V. Berezhnoy, V.V. Kiselev and A.K. Likhoded, Phys. Rev. D62 (2000) 074013.

122. E. Norrbin and T. Sjöstrand, "Drag effects in charm photoproduction", Proceedings of the Workshop on Monte Carlo Generators for HERA Physics, edited by A.T. Doyle, G. Grindhammer, G. Ingelman, H. Jung (1999), DESY-PROC-1999-02; hep-ph/9905493.

123. J.E. Huth et al., Proc. of the 1990 DPF Summer Study on High Energy Physics, Snowmass, Colorado, Ed. E.L.Berger, World Scientific, Singapore (1992) p.134.

124. S. Catani et al., Nucl. Phys. B406 (1993) 187.

125. S.D. Ellis and D.E. Soper, Phys. Rev. D48 (1993) 3160.

126. B.W. Harris and J.F. Owens, Phys. Rev. D56 (1997) 4007.

127. V.A. Smirnov, Phys. Lett. B460 (1999) 397 hep-ph/9905323.; V.A. Smirnov and O.L. Veretin, Nucl. Phys. B566 (2000) 469, hep-ph/9907385.

128. C. Anastasiou, E.W.N. Glover, C. Oleari and M.E. Tejeda-Yeomans, hep-ph/0010212 and hep-ph/0011094.

129. A.V. Berezhnoy and A.K. Likhoded, hep-ph/0005200.

130. J.J. Sakurai, Phys. Rev. Lett 22 (1969) 981.

131. S.P. Baranov and N.P. Zotov, Phys. Lett. B491 (2000) 111.

132. H. Jung and G.P. Salam, DESY 00-151, hep-ph/0012143.

133. S. Bentvelsen, J. Engelen and P. Kooijman, Proceedings of the 1991 Workshop on Physics at HERA, Vol. 1, ed. W. Buchmüller and G. Ingelman (1992) 23.

134. Y-S. Tsai, Rev. Mod. Phys. 46 (1974) 815; errartum: Y-S. Tsai, Rev. Mod. Phys. 49 (1977) 421.

135. B.W. Harris and J. Smith, Nucl. Phys. B452 (1995) 109; Phys. Lett. B353 (1995) 535.

136. B.W. Harris and J. Smith, Phys. Rev. D57 (1998) 2806.

137. R. Riemersma, J. Smith and W.L. van Neerven, Phys. Lett. B347 (1995) 143; E. Laenen et al., Nucl. Phys. B392 (1993) 162.

138. The result of the ZEUS NLO QCD fit is described in 13. New fits were made using various charm masses.

139. M. Glück, E. Reya and A. Vogt, Eur. Phys. J. C5 (1998) 461.

140. CTEQ Collaboration, H.L. Lai et al., Eur. Phys. J. C12 (2000) 375.

141. ARGUS Collaboration, H. Albrecht et al., Phys. Lett. B278 (1992) 202.

142. I.G. Knowles, T. Sjöstrand (convs.) et al., in Physics at LEP2, CERN 96-01, Vol.2, p. 112, eds. G. Altarelli, T. Sjöstrand and F. Zwirner.

143. DELPHI Collaboration, "Narrow D** production in с and b jets", Contributed paper to ICHEP98, Vancouver, July 23-29, Paper 240.

144. ALEPH Collaboration, "Production of Di and D\ mesons in hadronic Z decaysContributed paper to HEP99, Tampere, July 15-21, Abstract 5411.

145. CLEO Collaboration, P. Avery et al., Phys. Lett. B331 (1994) 236.

146. OPAL Collaboration, K. Ackerst äff et al., Z. Phys. C76 (1997) 425.

147. CLEO Collaboration, J.P. Alexander et al., Phys. Lett. B303 (1993) 377.

148. S. Godfrey and R. Kokoski, Phys. Rev. D43 (1991) 1130.

149. UA1 Collaboration, C. Albajar et al., Phys. Lett. B256 (1991) 121; UA1 Collaboration, C. Albajar et al., Phys. Lett. B262 (1991) 497.

150. DO Collaboration, S. Abachi et al., Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3548; DO Collaboration, S. Abachi et al., Phys. Lett. B370 (1996) 239.

151. HI Collaboration, C. Adloff et al., Phys. Lett. B467 (1999) 156.

152. A.D. Martin et al., Eur. Phys. J. C4 (1998) 463; A.D. Martin et al., Eur. Phys. J. C14 (2000) 133.

153. EMC Collaboration, J.-J. Aubert et al., Phys. Lett. B106 (1981) 419.

154. L3 Collaboration, M. Acciarri et al., Phys. Lett. B503 (2001) 10.

155. A. Csilling, "Charm and bottom production in two-photon collisions with OPAL" , to be published in the proceedings of the PHOTON 2000 Conference, Ambleside, UK, August 2000; hep-ex/0010060.

156. M. Cacciari, M. Greco and P. Nason, JHEP 05 (1998) 007.

157. M. Cacciari, S. Frixione and P. Nason, JHEP 0103 (2001) 006.