| Summary: | Tässä työssä sisällytetään onnistuneesti korreloituneet virheet Bayesilaiseen päättelyyn erityisesti kvanttiväridynamiikan (QCD) ja suurienergisten syvien epäelastisten elektroni--protoni-törmäysten kontekstissa, joita on mitattu DESY:n HERA-hiukkaskiihdyttimellä. Bayesilaisen lähestymistavan avulla luomme moniulotteisia posterior-todennäköisyysjakaumia eri QCD-mallien parametreille. Jakaumat tuovat esiin parametrien väliset korrelaatiot ja niiden epävarmuudet sekä mahdollistavat niiden hyödyntämisen uusissa laskuissa. Tuloksemme osoittavat, että kokeellisen datan korreloituneet epävarmuudet voivat vaikuttaa merkittävästi malliparametrien posterior-jakaumiin ja parhaisiin sovituksiin.
Tulkitsemme elektroni--protoni-törmäykset dipolikuvassa, jossa elektroni emittoi virtuaalisen fotonin, joka fluktuoi kvarkki--antikvarkki pariksi eli dipoliksi, joka lopulta vuorovaikuttaa levossa olevan protonin kanssa vahvalla vuorovaikutuksella. Tutkitut dipolimallit olivat Golec-Biernatin ja Wüsthofin (GBW) malli sekä törmäysparametrista riippuvainen saturaatiomalli (IPsat), jotka kuvaavat gluoni saturaatiota korkeissa partonitiheyden alueissa. Kaikilla sovelletuilla malleilla saatiin onnistunut kuvaus HERA:n vaikutusaladatasta, mutta charmihiukkastuottodatan lisääminen heikensi GBW-mallin suorituskykyä molempien datasetien yhtäaikaisessa kuvaamisessa.
This thesis presents a framework to implement correlated uncertainties in Bayesian inference, specifically in the context of quantum chromodynamics (QCD) and high-energy deep inelastic electron-proton collisions from DESY's HERA particle accelerator. With Bayesian inference, we can determine multidimensional posterior probability distributions for the non-perturbative parameters describing the proton high-energy structure. The distributions reveal the correlations and uncertainties of the parameters in a model and enables one to propagate them to new calculations. Our results reveal that including correlated uncertainties from experimental data can have a significant effect on the Bayesian posterior distributions and best fits for model parameters.
We describe the electron-proton collisions in the dipole picture, where the electron emits a high momentum virtual photon $\gamma^*$ that fluctuates into a quark-antiquark pair (dipole), which in turn interacts with the proton at rest via strong interaction. The applied models to describe the dipole-proton scattering were the Golec-Biernat and Wüsthof (GBW) model and the impact parameter dependent saturation (IPsat) model, that describe the gluon saturation phenomena in the high parton density region. A successful description of the inclusive HERA cross section data is obtained with all applied models. However, upon including charm production cross section data, we observed a decline in GBW's performance to describe both datasets simultaneously.
|
|---|