On parton showers and multi parton interaction

Abstract

In high energy hadron-hadron collisons (like for example at LHC) Drell Yan processes are important. For a precise determination of the inclusive cross section higher order calculations must be taken into account. In the region of phase space near threshold (where soft gluon emission dominates) large double logarithmic corrections become important. Thus it is necessary to perform a resummation to all orders in perturbation theory. In this thesis we analyze the energy fraction in Drell Yan processes. For that we apply a new parton shower formalism that was originally developed in [1]. It will be shown that the result is equivalent (under certain conditions) to a result given in [2] where the distribution of the energy fraction has been derived by standard resummation techniques. The goal is to confirm the reliability of this new formalism. Further also a comparison with the Monte Carlo event generator PYTHIA will be done. We further investigate a jet algorithm that should detect multi parton interactions. It will be shown that this algorithm works for an idealised case but that it cannot detect multi parton interaction in a realistic scenario.

In hochenergetischen Hadron-Hadron Kollisionen (wie z.B. am LHC) sind Drell Yan Prozesse wichtig. Für eine präzise Bestimmung des inklusiven Wirkungsquerschnittes müssen Rechnungen höherer Ordnung berücksichtigt werden. In der Region nahe an der Grenze des Phasenraumes (wo weiche Gluonenemission dominiert) werden große doppelte Logarithmen wichtig. Es ist daher notwendig, eine Resummation in allen Ordnungen der Störungstheorie durchzuführen. In dieser Arbeit analysieren wir den Energieanteil in Drell Yan Prozessen. Dafür wenden wir einen neuen Partonschauerformalismus an, der urprünglich in [1] entwickelt wurde. Es wird gezeigt, dass das Resultat unter bestimmten Bedingungen äquivalent zu einem anderen Resultat von [2] ist, wo die Verteilung des Energieanteils mit Standardresummationtechniken hergeleitet wurde. Das Ziel ist, die Zuverlässigkeit des neuen Formalismus zu bestätigen. Desweiteren wird auch ein Vergleich mit dem Monte Carlo Generator PYTHIA gemacht werden. Wir untersuchen desweiteren einen Jetalgorithmus, der Multipartonwechselwirkungen ausfindig machen soll. Es wird gezeigt werden, dass dieser Algorithmus für ein idealisiertes Szenario funktioniert, aber dass er Multipartonwechselwirkungen nicht in einem realistischen Szenario bestimmen kann.