Open charm production in deep-inelastic scattering has been studied with the ZEUS detector in collisions between 27.5 GeV positrons and 820 GeV protons at the HERA storage ring. The decay of D * (2010) ± mesons has been observed in the 1995 data set by reconstructing the daughter particles of the decay mode D * + → (D 0 →K − π + )π + s (and the charge-conjugated channel) in the central tracking detector (CTD). In the course of this work, a new analysis program shell (EZ) has been developed,

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... h simplifies especially the study of individual particles and their decays. Furthermore, the potential of the ionisation energy loss (dE/dx) in the CTD for particle identification has been studied in detail. In the restricted region of the D * phase space, 1.5 < p ⊥D * < 10 GeV and |η D * | < 1.5, the integrated cross-section for D * production has been measured to be 9.11 ± 0.63 +0.55 −0.50 nb for the kinematic range y < 0.7 and 1 < Q 2 < 600 GeV 2 , and 5.24 ± 0.42 +0.45 −0.40 nb for 5 < Q 2 < 100 GeV. Differential cross-sections have been measured as functions of Q 2 , W , p ⊥D * and η D * , and are compared to NLO predictions of perturbative QCD. The good agreement observed permits use of the NLO calculation for the extrapolation of the measured cross-sections to the full phase space, allowing the determination of the charm contribution F c 2 (x, Q 2 ) to the proton structure function F 2 , where x is the Bjorken scaling variable. For fixed Q 2 , F c 2 has been found to rise rapidly as x→0. NLO predictions for F c 2 , based on the gluon density g(x, Q 2 ) in the proton as determined from the scaling violations of F 2 , agree with the data; this presents an important test of the DGLAP evolution mechanism of perturbative QCD. Messung der D * ± -Elektroproduktion bei HERA Die Erzeugung charmanter Teilchen in tiefunelastischer Streuung wurde mit dem ZEUS-Detektor beim HERA-Speicherring untersucht. Im Datennahmejahr 1995 stießen hier Positronen mit einer Strahl-Energie von 27.5 GeV auf Protonen mit einer Energie von 820 GeV. D * (2010) ± Mesonen wurden nachgewiesen durch Rekonstruktion der Tochterteilchen aus dem Zerfall D * + → (D 0 →K − π + )π + s (und dem ladungskonjugierten Kanal) mittels des zentralen Spurdetektors (CTD). Zu diesem Zweck wurde für die Ereignisanalyse eine neue Programmumgebung (EZ) geschaffen, welche die Untersuchung von Einzelteilchen und ihrer Zerfälle erleichtert. Besonderes Augenmerk galt der Nutzbarmachung des spezifischen Ionisationsverlustes dE/dx zur Hadron-Identifikation. In einem begrenzten Bereich des D * Phasenraums, 1.5 < p ⊥D * < 10 GeV und |η D * | < 1.5, wurde der Wirkungsquerschnitt für D * Produktion gemessen. Er beträgt 9.11 ± 0.63 +0.55 −0.50 nb für y < 0.7 und 1 < Q 2 < 600 GeV 2 , bzw. 5.24 ± 0.42 +0.45 −0.40 nb für 5 < Q 2 < 100 GeV. Differentielle Wirkungsquerschnitte wurden als Funktion von Q 2 , W , p ⊥D * und η D * gemessen und werden mit Vorhersagen der perturbativen QCD in nächstführender Ordnung (NLO) verglichen. Die gute Übereinstimmung zwischen Messung und Vorhersage gestattet, diese zur Extrapolation der gemessenen Wirkungsquerschnitte auf den gesamten D * Phasenraum heranzuziehen. Auf diese Weise konnte der charmante Beitrag F c 2 zur Proton-Strukturfunktion F 2 als Funktion von Q 2 und Bjorken-x bestimmt werden. Bei festem Q 2 zeigt F c 2 einen steilen Anstieg für x → 0. Die auf der Bestimmung der Gluondichte g(x) aus des Skalenverletzung von F 2 beruhenden NLO-Vorhersagen sind in Übereinstimmung mit den Daten, womit der DGLAP-Formalismus der QCD einen wichtigen Test bestanden hat.