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

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

Research output: Contribution to journalArticle

137 Scopus citations

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 X2) σSDINEL = 0.21 ± 0.03, 0.20+0.07 -0.08, and 0.20+0.04 -0.07, respectively at centre-of-mass energies √s = 0.9, 2.76, and 7TeV; for double diffraction (for a pseudorapidity gap Δη>3) σ DDINEL=0.11±0.03,0.12±0.05, and 0.20+0.05 -0.04, respectively at √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: σINEL = 62.8+2.4 -4.0 (model) ±1.2 (lumi) mb at √s = 2.76 TeV and 73.2+2.0 -4.6 (model) ±2.6 (lumi) mb at √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.

Original languageEnglish
Article number2456
Pages (from-to)1-20
Number of pages20
JournalEuropean Physical Journal C
Volume73
Issue number6
DOIs
StatePublished - 2013

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Physics and Astronomy (miscellaneous)
  • Engineering (miscellaneous)

Cite this

Abelev, B., Adam, J., Adamová, D., Adare, A. M., Aggarwal, M. M., Aglieri Rinella, G., Agocs, A. G., Agostinelli, A., Aguilar Salazar, S., Ahammed, Z., Ahmad Masoodi, A., Ahmad, N., Ahn, S. A., Ahn, S. U., Akindinov, A., Aleksandrov, D., Alessandro, B., Alfaro Molina, R., Alici, A., ... Zyzak, M. (2013). Measurement of inelastic, single- and double-diffraction cross sections in proton-proton collisions at the LHC with ALICE. European Physical Journal C, 73(6), 1-20. [2456]. https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-013-2456-0