Journal Article GSI-2023-00122

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Study of very forward energy and its correlation with particle production at midrapidity in pp and p-Pb collisions at the LHC

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2022
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 08(8), 86 () [10.1007/JHEP08(2022)086]

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Report No.: CERN-EP-2021-144; arXiv:2107.10757

Abstract: The energy deposited at very forward rapidities (very forward energy) is a powerful tool for characterising proton fragmentation in pp and p-Pb collisions. The correlation of very forward energy with particle production at midrapidity provides direct insights into the initial stages and the subsequent evolution of the collision. Furthermore, the correlation with the production of particles with large transverse momenta at midrapidity provides information complementary to the measurements of the underlying event, which are usually interpreted in the framework of models implementing centrality-dependent multiple parton interactions.Results about very forward energy, measured by the ALICE zero degree calorimeters (ZDCs), and its dependence on the activity measured at midrapidity in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV and in p-Pb collisions at $ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $ = 8.16 TeV are discussed. The measurements performed in pp collisions are compared with the expectations of three hadronic interaction event generators: PYTHIA 6 (Perugia 2011 tune), PYTHIA 8 (Monash tune), and EPOS LHC. These results provide new constraints on the validity of models in describing the beam remnants at very forward rapidities, where perturbative QCD cannot be used.

Keyword(s): calorimeter: forward spectrometer ; p: fragmentation ; quantum chromodynamics: perturbation theory ; p p: scattering ; p nucleus: scattering ; parton: interaction ; CERN LHC Coll ; PYTHIA ; correlation ; Monte Carlo ; underlying event ; ALICE ; transverse momentum ; rapidity ; experimental results ; 13000 GeV-cms/nucleon ; 8160 GeV-cms/nucleon ; Heavy Ion Experiments

Classification:

Note: 23 pages, 11 captioned figures, 2 tables, authors from page 18, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/7225SCOAP3. Open Access

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute, EMMI (EXM)
  5. Collaboration CERN: ALICE (ALICE@CERN)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
  2. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  3. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  4. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  5. SUC-GSI-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2022
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