Measurement of inelastic, single- and double-diffraction cross sections in proton-proton collisions at the LHC with ALICE

Abelev, B.; Adam, J.; Adamova, D.; Adare, A.; Aggarwal, M.; Rinella, G.; Agocs, A.; Agostinelli, A.; Aguilar Salazar, S.; Ahammed, Z.; Masoodi, A.; Ahmad, N.; Ahn, S.; Ahn, S.; Akindinov, A.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfaro Molina, R.; Alici, A.; Alkin, A.; Almaraz Avina, E.; Alme, J.; Alt, T.; Altini, V.; Altinpinar, S.; Altsybeev, I.; Andrei, C.; Andronic, A.; Anguelov, V.; Anielski, J.; Anson, C.; Anticic, T.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Aphecetche, L.; Appelshaeuser, H.; Arbor, N.; Arcelli, S.; Arend, A.; Armesto, N.; Arnaldi, R.; Aronsson, T.; Arsene, I.; Arslandok, M.; Asryan, A.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Awes, T.; Aysto, J.; Azmi, M.; Bach, M.; Badala, A.; Baek, Y.; Bailhaches, R.; Bala, R.; Ferroli, R.; Baldisseri, A.; Baldit, A.; Pedrosa, F.; Ban, J.; Baral, R.; Barbera, R.; Barile, F.; Barnafoeldi, G.; Barnby, L.; Barret, V.; Bartke, J.; Basile, M.; Bastid, N.; Basu, S.; Bathen, B.; Batigne, G.; Batyunya, B.; Baumann, C.; Bearden, I.; Beck, H.; Behera, N.; Belikov, I.; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belmont-Moreno, E.; Bencedi, G.; Beole, S.; Berceanu, I.; Bercuci, A.; Berdnikov, Y.; Berenyi, D.; Bergognon, A.; Berzano, D.; Betev, L.; Bhasin, A.; Bhati, A.; Bhom, J.; Bianchi, N.; Bianchi, L.; Bianchin, C.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Bilandzic, A.; Bjelogrlic, S.; Blanco, F.; Blanco, F.; Blau, D.; Blume, C.; Boccioli, M.; Bock, N.; Boettger, S.; Bogdanov, A.; Boggild, H.; Bogolyubsky, M.; Boldizsar, L.; Bombara, M.; Book, J.; Borel, H.; Borissov, A.; Bose, S.; Bossu, F.; Botje, M.; Botta, E.; Boyer, B.; Braidot, E.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Breitner, T.; Browning, T.; Broz, M.; Brun, R.; Bruna, E.; Bruno, G.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Busch, O.; Buthelezi, Z.; Orduna, D.; Caffarri, D.; Cai, X.; Caines, H.; Calvo Villar, E.; Camerini, P.; Canoa Roman, V.; Romeo, G.; Carena, F.; Carena, W.; Carlin Filho, N.; Carminati, F.; Diaz, A.; Castellanos, J.; Hernandez, J.; Casula, E.; Catanescu, V.; Cavicchioli, C.; Ceballos Sanchez, C.; Cepila, J.; Cerello, P.; Chang, B.; Chapeland, S.; Charvet, J.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chawla, I.; Cherney, M.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; Barroso, V.; Chinellato, D.; Chochula, P.; Chojnacki, M.; Choudhury, S.; Christakoglou, P.; Christensen, C.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Chung, S.; Cicalo, C.; Cifarelli, L.; Cindolo, F.; Cleymans, J.; Coccetti, F.; Colamaria, F.; Colella, D.; Balbastre, G.; del Valle, Z.; Constantin, P.; Contin, G.; Contreras, J.; Cormier, T.; Morales, Y.; Cortese, P.; Cortes Maldonado, I.; Cosentino, M.; Costa, F.; Cotallo, M.; Crescio, E.; Crochet, P.; Cruz Alaniz, E.; Cuautle, E.; Cunqueiro, L.; Dainese, A.; Dalsgaard, H.; Danu, A.; Das, D.; Das, K.; Das, I.; Dash, S.; Dash, A.; De, S.; de Barros, G.; De Caro, A.; de Cataldo, G.; de Cuveland, J.; De Falco, A.; De Gruttola, D.; Delagrange, H.; Deloff, A.; Demanov, V.; De Marco, N.; Denes, E.; De Pasquale, S.; Deppman, A.; Erasmo, G.; de Rooij, R.; Diaz Corchero, M.; Di Bari, D.; Dietel, T.; Di Giglio, C.; Di Liberto, S.; Di Mauro, A.; Di Nezza, P.; Divia, R.; Djuvsland, O.; Dobrin, A.; Dobrowolski, T.; Dominguez, I.; Doenigus, B.; Dordic, O.; Driga, O.; Dubey, A.; Dubla, A.; Ducroux, L.; Dupieux, P.; Majumdar, M.; Majumdar, A.; Elia, D.; Emschermann, D.; Engel, H.; Erazmus, B.; Erdal, H.; Espagnon, B.; Estienne, M.; Esumi, S.; Evans, D.; Eyyubova, G.; Fabris, D.; Faivre, J.; Falchieri, D.; Fantoni, A.; Fasel, M.; Fearick, R.; Fedunov, A.; Fehlker, D.; Feldkamp, L.; Felea, D.; Fenton-Olsen, B.; Feofilov, G.; Fernandez Tellez, A.; Ferretti, A.; Ferretti, R.; Festanti, A.; Figiel, J.; Figueredo, M.; Filchagin, S.; Finogeev, D.; Fionda, F.; Fiore, E.; Floris, M.; Foertsch, S.; Foka, P.; Fokin, S.; Fragiacomo, E.; Francescon, A.; Frankenfeld, U.; Fuchs, U.; Furget, C.; Girard, M.; Gaardhoje, J.; Gagliardi, M.; Gago, A.; Gallio, M.; Gangadharan, D.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia-Solis, E.; Garishvili, I.; Gerhard, J.; Germain, M.; Geuna, C.; Gheata, M.; Gheata, A.; Ghidini, B.; Ghosh, P.; Gianotti, P.; Girard, M.; Giubellino, P.; Gladysz-Dziadus, E.; Glaessel, P.; Gomez, R.; Ferreiro, E.; Gonzalez-Trueba, L.; Gonzalez-Zamora, P.; Gorbunov, S.; Goswami, A.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L.; Grajcarek, R.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoras, A.; Grigoriev, V.; Grigoryan, S.; Grigoryan, A.; Grinyov, B.; Grion, N.; Gros, P.; Grosse-Oetringhauss, J.; Grossiord, J.; Grosso, R.; Guber, F.; Guernane, R.; Guerra Gutierrez, C.; Guerzoni, B.; Guilbaud, M.; Gulbrandsen, K.; Gunji, T.; Gupta, A.; Gupta, R.; Gutbrod, H.; Haaland, O.; Hadjidakis, C.; Haiduc, M.; Hamagaki, H.; Hamar, G.; Han, B.; Hanratty, L.; Hansen, A.; Harmanova-Tothova, Z.; Harris, J.; Hartig, M.; Hasegan, D.; Hatzifotiadou, D.; Hayrapetyan, A.; Heckel, S.; Heide, M.; Helstrup, H.; Herghelegiu, A.; Herrera Corral, G.; Herrmann, N.; Hess, B.; Hetland, K.; Hicks, B.; Hille, P.; Hippolyte, B.; Horaguchi, T.; Hori, Y.; Hristov, P.; Hrivnacova, I.; Huang, M.; Humanic, T.; Hwang, D.; Ichou, R.; Ilkaev, R.; Ilkiv, I.; Inaba, M.; Incani, E.; Innocenti, P.; Innocenti, G.; Ippolitov, M.; Irfan, M.; Ivan, C.; Ivanov, A.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Ivanytskyi, O.; Jacholkowski, A.; Jacobs, P.; Jang, H.; Janik, R.; Janik, M.; Jayarathna, P.; Jena, S.; Jha, D.; Jimenez Bustamante, R.; Jirden, L.; Jones, P.; Jung, H.; Jusko, A.; Kaidalov, A.; Kakoyan, V.; Kalcher, S.; Kalinak, P.; Kalliokoski, T.; Kalweit, A.; Kang, J.; Kaplin, V.; Uysal, A.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karpechev, E.; Kazantsev, A.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Khan, P.; Khan, S.; Khan, M.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Kileng, B.; Kim, S.; Kim, B.; Kim, T.; Kim, D.; Kim, D.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, M.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Klay, J.; Klein, J.; Klein-Boesing, C.; Kliemant, M.; Kluge, A.; Knichel, M.; Knospe, A.; Koch, K.; Koehler, M.; Kollegger, T.; Kolojvari, A.; Kondratiev, V.; Kondratyeva, N.; Konevskikh, A.; Korneev, A.; Kour, R.; Kowalski, M.; Kox, S.; Meethaleveede, G.; Kral, J.; Kralik, I.; Kramer, F.; Kraus, I.; Krawutschke, T.; Krelina, M.; Kretz, M.; Krivda, M.; Krizek, F.; Krus, M.; Kryshen, E.; Krzewicki, M.; Kucheriaev, Y.; Kugathasan, T.; Kuhn, C.; Kuijer, P.; Kulakov, I.; Kumar, J.; Kurashvili, P.; Kurepin, A.; Kurepin, A.; Kuryakin, A.; Kushpil, V.; Kushpil, S.; Kvaerno, H.; Kweon, M.; Kwon, Y.; Ladron de Guevara, P.; Lakomov, I.; Langoy, R.; La Pointe, S.; Lara, C.; Lardeux, A.; La Rocca, P.; Lea, R.; Le Bornec, Y.; Lechman, M.; Lee, S.; Lee, G.; Lee, K.; Lefevre, F.; Lehnert, J.; Lenhardt, M.; Lenti, V.; Leon, H.; Leoncino, M.; Leon Monzon, I.; Vargas, H.; Levai, P.; Lien, J.; Lietava, R.; Lindal, S.; Lindenstruth, V.; Lippmann, C.; Lisa, M.; Liu, L.; Loggins, V.; Loginov, V.; Lohn, S.; Lohner, D.; Loizides, C.; Loo, K.; Lopez, X.; Lopez Torres, E.; Lovhoiden, G.; Lu, X.; Luettig, P.; Lunardon, M.; Luo, J.; Luparello, G.; Luquin, L.; Luzzi, C.; Ma, K.; Ma, R.; Madagodahettige-Don, D.; Maevskaya, A.; Mager, M.; Mahapatra, D.; Maire, A.; Malaev, M.; Maldonado Cervantes, I.; Malinina, L.; Mal'Kevich, M.; Malzacher, P.; Mamonov, A.; Mangotra, L.; Manko, V.; Manso, F.; Manzari, V.; Mao, Y.; Marchisone, M.; Mares, J.; Margagliotti, G.; Margotti, A.; Marin, A.; Tobon, C.; Markert, C.; Marquard, M.; Martashvili, I.; Martinengo, P.; Martinez, M.; Martinez Davalos, A.; Garcia, G.; Martynov, Y.; Mas, A.; Masciocchi, S.; Masera, M.; Masoni, A.; Massacrier, L.; Mastroserio, A.; Matthews, Z.; Matyja, A.; Mayer, C.; Mazer, J.; Mazzoni, M.; Meddi, F.; Menchaca-Rocha, A.; Perez, J.; Meres, M.; Miake, Y.; Milano, L.; Milosevic, J.; Mischke, A.; Mishra, A.; Miskowiec, D.; Mitu, C.; Mlynarz, J.; Mohanty, B.; Molnar, L.; Montano Zetina, L.; Monteno, M.; Montes, E.; Moon, T.; Morando, M.; Moreira De Godoy, D.; Moretto, S.; Morsch, A.; Muccifora, V.; Mudnic, E.; Muhuri, S.; Mukherjee, M.; Mueller, H.; Munhoz, M.; Musa, L.; Musso, A.; Nandi, B.; Nania, R.; Nappi, E.; Nattrass, C.; Naumov, N.; Navin, S.; Nayak, T.; Nazarenko, S.; Nazarov, G.; Nedosekin, A.; Nicassio, M.; Niculescu, M.; Nielsen, B.; Niida, T.; Nikolaev, S.; Nikolic, V.; Nikulin, S.; Nikulin, V.; Nilsen, B.; Nilsson, M.; Noferini, F.; Nomokonov, P.; Nooren, G.; Novitzky, N.; Nyanin, A.; Nyatha, A.; Nygaard, C.; Nystrand, J.; Ochirov, A.; Oeschler, H.; Oh, S.; Oh, S.; Oleniacz, J.; Oppedisano, C.; Ortiz Velasquez, A.; Ortona, G.; Oskarsson, A.; Ostrowski, P.; Otwinowski, J.; Oyama, K.; Ozawa, K.; Pachmayer, Y.; Pachr, M.; Padilla, F.; Pagano, P.; Palc, G.; Painke, F.; Pajares, C.; Pal, S.; Palaha, A.; Palmeri, A.; Papikyan, V.; Pappalardo, G.; Park, W.; Passfeld, A.; Pastircak, B.; Patalakha, D.; Paticchio, V.; Pavlinov, A.; Pawlak, T.; Peitzmann, T.; Da Costa, H.; Pereira De Oliveira Filho, E.; Peresunko, D.; Lara, C.; Perez Lezama, E.; Perini, D.; Perrino, D.; Peryt, W.; Pesci, A.; Peskov, VLADIMIR; Pestov, Y.; Petracek, V.; Petran, M.; Petris, M.; Petrov, P.; Petrovici, M.; Petta, C.; Piano, S.; Piccotti, A.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pitz, N.; Piyarathna, D.; Planinic, M.; Ploskon, M.; Pluta, J.; Pocheptsov, T.; Pochybova, S.; Podesta-Lerma, P.; Poghosyan, M.; Polak, K.; Polichtchouk, B.; Pop, A.; Porteboeuf-Houssais, S.; Pospisil, V.; Potukuchi, B.; Prasad, S.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C.; Pshenichnov, I.; Puchagin, S.; Puddu, G.; Pulvirenti, A.; Punin, V.; Putis, M.; Putschke, J.; Quercigh, E.; Qvigstad, H.; Rachevski, A.; Rademakers, A.; Raiha, T.; Rak, J.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Ramirez Reyes, A.; Raniwala, S.; Raniwala, R.; Rasanen, S.; Rascanu, B.; Rathee, D.; Read, K.; Real, J.; Redlich, K.; Reichelt, P.; Reicher, M.; Renfordt, R.; Reolon, A.; Reshetin, A.; Rettig, F.; Revol, J.; Reygers, K.; Riccati, L.; Ricci, R.; Richert, T.; Richter, M.; Riedler, P.; Riegler, W.; Riggi, F.; Rabacal, B.; Rodriguez Cahuantzi, M.; Manso, A.; Roed, K.; Rohr, D.; Roehrich, D.; Romita, R.; Ronchetti, F.; Rosnet, P.; Rossegger, S.; Rossi, A.; Roy, P.; Roy, C.; Rubio Montero, A.; Rui, R.; Russo, R.; Ryabinkin, E.; Rybicki, A.; Sadovsky, S.; Safarik, K.; Sahoo, R.; Sahu, P.; Saini, J.; Sakaguchi, H.; Sakai, S.; Sakata, D.; Salgado, C.; Salzwedel, J.; Sambyal, S.; Samsonov, V.; Castro, X.; Sandor, L.; Sandoval, A.; Sano, M.; Sano, S.; Santo, R.; Santoro, R.; Sarkamo, J.; Scapparone, E.; Scarlassara, F.; Scharenberg, R.; Schiaua, C.; Schicker, R.; Schmidt, C.; Schmidt, H.; Schreiner, S.; Schuchmann, S.; Schukraft, J.; Schutz, Y.; Schwarz, K.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Scott, R.; Segato, G.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Seo, J.; Serci, S.; Serradilla, E.; Sevcenco, A.; Shabetai, A.; Shabratova, G.; Shahoyan, R.; Sharma, N.; Sharma, S.; Rohni, S.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shtejer, K.; Sibiriak, Y.; Siciliano, M.; Sicking, E.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silvermyr, D.; Silvestre, C.; Simatovic, G.; Simonetti, G.; Singaraju, R.; Singh, R.; Singha, S.; Singhal, V.; Sinha, B.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T.; Skjerdal, K.; Smakal, R.; Smirnov, N.; Snellings, R.; Sogaard, C.; Soltz, R.; Son, H.; Song, M.; Song, J.; Soos, C.; Soramel, F.; Sputowska, I.; Spyropoulou-Stassinaki, M.; Srivastava, B.; Stachel, J.; Stan, I.; Stan, I.; Stefanek, G.; Steinpreis, M.; Stenlund, E.; Steyn, G.; Stiller, J.; Stocco, D.; Stolpovskiy, M.; Strabykin, K.; Strmen, P.; Suaide, A.; Vasquez, M.; Sugitate, T.; Suire, C.; Sukhorukov, M.; Sultanov, R.; Sumbera, M.; Susa, T.; Symons, T.; Szanto de Toledo, A.; Szarka, I.; Szczepankiewicz, A.; Szostak, A.; Szymanski, M.; Takahashi, J.; Takaki, J.; Tauro, A.; Tejeda Munoz, G.; Telesca, A.; Terrevoli, C.; Thaeder, J.; Thomas, D.; Tieulent, R.; Timmins, A.; Tlusty, D.; Toia, A.; Torii, H.; Toscano, L.; Trubnikov, V.; Truesdale, D.; Trzaska, W.; Tsuji, T.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T.; Ulery, J.; Ullaland, K.; Ulrich, J.; Uras, A.; Urban, J.; Urciuoli, G.; Usai, G.; Vajzer, M.; Vala, M.; Palomo, L.; Vallero, S.; Vyvre, P.; van Leeuwen, M.; Vannucci, L.; Vargas, A.; Varma, R.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Vechernin, V.; Veldhoen, M.; Venaruzzo, M.; Vercellin, E.; Vergara, S.; Vernet, R.; Verweij, M.; Vickovic, L.; Viesti, G.; Vikhlyantsev, O.; Vilakazi, Z.; Baillie, O.; Vinogradov, Y.; Vinogradov, A.; Vinogradov, L.; Virgili, T.; Viyogi, Y.; Vodopyanov, A.; Voloshin, S.; Voloshin, K.; Volpe, G.; von Haller, B.; Vranic, D.; Ovrebekk, G.; Vrlakova, J.; Vulpescu, B.; Vyushin, A.; Wagner, V.; Wagner, B.; Wan, R.; Wang, M.; Wang, D.; Wang, Y.; Wang, Y.; Watanabe, K.; Weber, M.; Wessels, J.; Westerhoff, U.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilde, M.; Wilk, A.; Wilk, G.; Williams, M.; Windelband, B.; Karampatsos, L.; Yaldo, C.; Yamaguchi, Y.; Yang, H.; Yang, S.; Yasnopolskiy, S.; Yi, J.; Yin, Z.; Yoo, I.; Yoon, J.; Yu, W.; Yuan, X.; Yushmanov, I.; Zaccolo, V.; Zach, C.; Zampolli, C.; Zaporozhets, S.; Zarochentsev, A.; Zavada, P.; Zaviyalov, N.; Zbroszczyk, H.; Zelnicek, P.; Zgura, I.; Zhalov, M.; Zhang, X.; Zhang, H.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhou, F.; Zhu, J.; Zhu, J.; Zhu, X.; Zichichi, A.; Zimmermann, A.; Zinovjev, G.; Zoccarato, Y.; Zynovyev, M.; Zyzak, M.

doi:10.1140/epjc/s10052-013-2456-0

Measurement of inelastic, single- and double-diffraction cross sections in proton-proton collisions at the LHC with ALICE

Copy For Citation

Abelev B., Adam J., Adamova D., Adare A. M., Aggarwal M. M., Rinella G. A., ...More

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, vol.73, no.6, 2013 (SCI-Expanded)

Publication Type: Article / Article
Volume: 73 Issue: 6
Publication Date: 2013
Doi Number: 10.1140/epjc/s10052-013-2456-0
Journal Name: EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C
Journal Indexes: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus
Bursa Uludag University Affiliated: No

Abstract

Measurements of cross sections of inelastic and diffractive processes in proton-proton collisions at LHC energies were carried out with the ALICE detector. The fractions of diffractive processes in inelastic collisions were determined from a study of gaps in charged particle pseudorapidity distributions: for single diffraction (diffractive mass M-X < 200 GeV/c(2)) sigma(SD)/sigma(INEL) = 0.21 +/- 0.03, 0.20(-0.08)(+0.07,) and 0.20(-0.07)(+0.04), respectively at centre-of-mass energies root s = 0.9, 2.76, and 7 TeV; for double diffraction (for a pseudorapidity gap Delta eta > 3) sigma(DD)/sigma(INEL) = 0.11 +/- 0.03, 0.12 +/- 0.05, and 0.12(-0.04)(+0.05), respectively at root s = 0.9, 2.76, and 7 TeV. To measure the inelastic cross section, beam properties were determined with van der Meer scans, and, using a simulation of diffraction adjusted to data, the following values were obtained: sigma(INEL) = 62.8(-4.0)(+2.4)(model) +/- 1.2(lumi) mb at root s = 2.76 TeV and 73.2(-4.6)(+2.0)(model) +/- 2.6(lumi) mb at root s = 7 TeV. The single- and double-diffractive cross sections were calculated combining relative rates of diffraction with inelastic cross sections. The results are compared to previous measurements at proton-antiproton and proton-proton colliders at lower energies, to measurements by other experiments at the LHC, and to theoretical models.