German Title: Untersuchung des Underlying Event in pp-Kollisionen am LHC mit dem ALICE-Detektor

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Abstract

The bulk of particles produced in a high-energy hadronic collision originates from low-momentum-transfer processes, which are not amenable to a perturbative treatment and need to be modelled phenomenologically. In this thesis we present a measurement of the bulk event-activity or Underlying Event(UE) in pp collisions at ps = 0.9 and 7TeV at the LHC as a function of the hard scale. Di erent regions are de ned with respect to the azimuthal direction of the leading (highest pT) track: Toward, Transverse and Away. The Toward and Away regions collect the fragmentation products of the hardest interaction. The Transverse region is most sensitive to the UE. The study is performed with charged particles above three di erent pT thresholds: 0.15, 0.5 and 1.0 GeV=c. We observe that for values of the leading-track pT above 3{4 GeV/c the bulk particle production becomes independent of the hard scale. In the Transverse region the multiplicity increases by a factor 2{3 between the lower and higher collision energies, depending on the pT threshold considered. Data are compared to PYTHIA 6.4, PYTHIA 8.1 and PHOJET. On average, all models underestimate the UE activity by about 10{30%.

Translation of abstract (German)

Der überwiegende Teil der in hochenergetischen Kollisionen von Hadronen produzierten Teilchen stammt aus Prozessen mit kleinen Impulsüberträgen. Diese Prozesse entziehen sich einer störungstheoretischen Behandlung und müssen über phänomenologische Modelle beschrieben werden. In dieser Arbeit wird eine Messung des Underlying Event (UE) in pp-Kollisionen bei ps = 0:9 und 7 TeV am LHC als Funktion der harten Skala präsentiert. Relativ zur Teilchenspur mit dem größten Transversalimpuls (führende Spur bzw. leading track) lassen sich in azimutaler Richtung verschiedene Bereiche de nieren: Toward (in Richtung des führenden Teilchens), Transverse (transversal dazu), Away (entgegen der Richtung des führenden Teilchens). Die Untersuchung wird mit geladenen Teilchen oberhalb der folgenden drei pT -Schwellen durchgeführt: 0.15, 0.5 und 1 GeV/c. Es wird beobachtet, dass die Aktivität des UE fuer Transversalimpulse der führenden Teilchenspur oberhalb von 3{4 GeV/c unabhängig von der harten Skala des Ereignisses ist. Im transversalen Bereich steigt die Teilchenmultiplizität von sqrt s = 0.9 TeV zu 7 TeV abhängig von der betrachteten pT -Schwelle um einen Faktor 2{3 an. Die Daten werden mit den Ereignisgeneratoren PYTHIA 6.4, PYTHIA 8.1 und PHOJET verglichen. Im Mittel unterschätzen diese Modelle die Aktivität des UE um 10{30 %.