Observation and differential cross section measurement of neutral current DIS events with an empty hemisphere in the Breit frame

Andreev, V.; Hessler, J.; Vallée, C.; Daum, K.; Gouzevitch, M.; Baghdasaryan, A.; Britzger, D.; Patel, G. D.; Traynor, D.; Chekelian, V.; Žlebčík, R.; H1 Collaboration; Laycock, P.; Mehta, A.; Egli, S.; Picuric, I.; Wünsch, E.; Park, S.; Olsson, J. E.; Schmookler, B. A.; Maxfield, S. J.; Baty, A.; Hreus, T.; Tustin, G.; Kluth, S.; Sun, C.; Huber, F.; Cerny, K.; Schöning, A.; Lipka, K.; Valkárová, A.; Petrukhin, A.; Zohrabyan, H.; Acosta, F. Torales; Favart, L.; Henderson, R. C. W.; Li, W.; Katzy, J.; Rizvi, E.; Van Mechelen, P.; Campbell, A. J.; Drees, A.; Reichelt, D.; Stöcker, L.; Polifka, R.; Jacquet, M.; Fleischer, M.; Malinovski, E.; Lobodzinski, B.; Hoffmann, D.; Martyn, H.-U.; Steder, M.; Eckerlin, G.; Contreras, J. G.; Roosen, R.; Krücker, D.; Begzsuren, K.; Nachman, B.; Mikuni, V. M.; Wegener, D.; Elsen, E.; Janssen, T.; Sauvan, E.; Perez, E.; Tu, Z.; Gayler, J.; Kleinwort, C.; Arratia, M.; Ravdandorj, T.; Jung, A. W.; Newman, P. R.; Lin, J.; Goerlich, L.; Feltesse, J.; Brandt, G.; Schumann, S.; Shushkevich, S.; Fomenko, A.; Hladký, J.; Pitzl, D.; Lee, S. H.; Krüger, K.; List, B.; Jacobs, P. M.; Bolz, A.; Meyer, J.; Mondal, M. M.; Radescu, V.; Gal, C.; Levonian, S.; List, J.; Grindhammer, G.; Thompson, P. D.; Greenshaw, T.; Tseepeldorj, B.; Buniatyan, A.; Kostka, P.; Reimer, P.; Kretzschmar, J.; Chen, Z.; Soloviev, Y.; Zhang, Z.; Diaconu, C.; Schmitt, S.; Nowak, G.; Sankey, D. P. C.; Klest, H. T.; Ozerov, D.; Müller, K.; Sykora, T.; Boudry, V.; Raicevic, N.; Landon, M. P. J.; Žáček, J.; Preins, S.; Rostovtsev, A.; Dainton, J. B.; Straumann, U.; Pascaud, C.; Fedotov, A.; Schoeffel, L.; Sauter, M.; Gogitidze, N.; South, D.; Grab, C.; Bystritskaya, L.; Long, O. R.; Mikocki, S.; Naumann, Th.; Schnell, G.; Zhang, J.; Kogler, R.; Zomer, F.; Cvach, J.; Sopicki, P.; Meyer, A. B.; Haidt, D.; Lange, W.; Deshpande, A.; Sefkow, F.; Horisberger, R.; Stella, B.; Rotaru, M.; Cantun Avila, K. B.; Klein, M.; Niebuhr, C.; Specka, A.; Kiesling, C.; Robmann, P.

doi:10.1140/epjc/s10052-024-13003-1

TY  - JOUR
AU  - Andreev, V.
AU  - Arratia, M.
AU  - Baghdasaryan, A.
AU  - Baty, A.
AU  - Begzsuren, K.
AU  - Bolz, A.
AU  - Boudry, V.
AU  - Brandt, G.
AU  - Britzger, D.
AU  - Buniatyan, A.
AU  - Bystritskaya, L.
AU  - Campbell, A. J.
AU  - Cantun Avila, K. B.
AU  - Cerny, K.
AU  - Chekelian, V.
AU  - Chen, Z.
AU  - Contreras, J. G.
AU  - Cvach, J.
AU  - Dainton, J. B.
AU  - Daum, K.
AU  - Deshpande, A.
AU  - Diaconu, C.
AU  - Drees, A.
AU  - Eckerlin, G.
AU  - Egli, S.
AU  - Elsen, E.
AU  - Favart, L.
AU  - Fedotov, A.
AU  - Feltesse, J.
AU  - Fleischer, M.
AU  - Fomenko, A.
AU  - Gal, C.
AU  - Gayler, J.
AU  - Goerlich, L.
AU  - Gogitidze, N.
AU  - Gouzevitch, M.
AU  - Grab, C.
AU  - Greenshaw, T.
AU  - Grindhammer, G.
AU  - Haidt, D.
AU  - Henderson, R. C. W.
AU  - Hessler, J.
AU  - Hladký, J.
AU  - Hoffmann, D.
AU  - Horisberger, R.
AU  - Hreus, T.
AU  - Huber, F.
AU  - Jacobs, P. M.
AU  - Jacquet, M.
AU  - Janssen, T.
AU  - Jung, A. W.
AU  - Katzy, J.
AU  - Kiesling, C.
AU  - Klein, M.
AU  - Kleinwort, C.
AU  - Klest, H. T.
AU  - Kluth, S.
AU  - Kogler, R.
AU  - Kostka, P.
AU  - Kretzschmar, J.
AU  - Krücker, D.
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AU  - Lipka, K.
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AU  - List, J.
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AU  - Mondal, M. M.
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AU  - Pascaud, C.
AU  - Patel, G. D.
AU  - Perez, E.
AU  - Petrukhin, A.
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AU  - Reichelt, D.
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AU  - Robmann, P.
AU  - Roosen, R.
AU  - Rostovtsev, A.
AU  - Rotaru, M.
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AU  - Sauter, M.
AU  - Sauvan, E.
AU  - Schmitt, S.
AU  - Schmookler, B. A.
AU  - Schnell, G.
AU  - Schoeffel, L.
AU  - Schöning, A.
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AU  - Sefkow, F.
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AU  - Sopicki, P.
AU  - South, D.
AU  - Specka, A.
AU  - Steder, M.
AU  - Stella, B.
AU  - Stöcker, L.
AU  - Straumann, U.
AU  - Sun, C.
AU  - Sykora, T.
AU  - Thompson, P. D.
AU  - Acosta, F. Torales
AU  - Traynor, D.
AU  - Tseepeldorj, B.
AU  - Tu, Z.
AU  - Tustin, G.
AU  - Valkárová, A.
AU  - Vallée, C.
AU  - Van Mechelen, P.
AU  - Wegener, D.
AU  - Wünsch, E.
AU  - Žáček, J.
AU  - Zhang, J.
AU  - Zhang, Z.
AU  - Žlebčík, R.
AU  - Zohrabyan, H.
AU  - Zomer, F.
TI  - Observation and differential cross section measurement of neutral current DIS events with an empty hemisphere in the Breit frame
JO  - The European physical journal / C
VL  - 84
IS  - 7
SN  - 1434-6052
CY  - Heidelberg
PB  - Springer
M1  - PUBDB-2024-01160
M1  - DESY-24-034
M1  - arXiv:2403.08982
SP  - 720
PY  - 2024
N1  - For signature by Beate Heinemann. To be submitted to the letter section of EPJ C. DESY number is preferred.
AB  - The Breit frame provides a natural frame to analyze lepton-proton scattering events. In this reference frame, the parton model hard interactions between a quark and an exchanged boson defines the coordinate system such that the struck quark is back-scattered along the virtual photon momentum direction. In Quantum Chromodynamics (QCD), higher order perturbative or non-perturbative effects can change this picture drastically. As Bjorken-x decreases below one half,   a rather peculiar event signature is predicted with increasing probability, where no radiation is present   in one of the two Breit-frame hemispheres and all emissions are to be found in the other hemisphere.  At higher orders in α<sub>s</sub> or in the presence of soft QCD effects, predictions of the rate of these events are far from trivial, and that motivates measurements with real data.  We report on the first observation of the empty current hemisphere events in electron-proton collisions at the HERA collider using data recorded with the H1 detector at a center-of-mass energy of 319 GeV.  The fraction of inclusive neutral-current DIS events with an empty hemisphere is found to be  0.0112 ±3.9 %<sub>\text</sub>stat ±4.5 %<sub>\text</sub>syst ±1.6 %<sub>\text</sub>mod in the selected kinematic region of 150 <  Q<sup>2</sup> < 1500 \textGeV<sup>2</sup> and inelasticity 0.14 <  y < 0.7.  The data sample corresponds to an integrated luminosity of 351.1 pb<sup>−1</sup>, sufficient to enable differential cross section measurements of these events.  The results show an enhanced discriminating power at lower Bjorken-x among different Monte Carlo event generator predictions.
KW  - experimental results (INSPIRE)
KW  - H1 (INSPIRE)
KW  - deep inelastic scattering: neutral current (INSPIRE)
KW  - quantum chromodynamics: effect (INSPIRE)
KW  - photon: virtual (INSPIRE)
KW  - model: parton (INSPIRE)
KW  - effect: nonperturbative (INSPIRE)
KW  - Breit frame (INSPIRE)
KW  - Monte Carlo (INSPIRE)
KW  - quark (INSPIRE)
KW  - higher-order (INSPIRE)
KW  - differential cross section: measured (INSPIRE)
KW  - electron p: deep inelastic scattering (INSPIRE)
KW  - kinematics (INSPIRE)
KW  - backscatter (INSPIRE)
KW  - DESY HERA Stor (INSPIRE)
LB  - PUB:(DE-HGF)16
UR  - <Go to ISI:>//WOS:001366802800005
DO  - DOI:10.1140/epjc/s10052-024-13003-1
UR  - https://bib-pubdb1.desy.de/record/604544
ER  -

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