Journal Article GSI-2025-00232

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ALICE luminosity determination for Pb$-$Pb collisions at $\sqrt{s_{\mathrm{NN}}} = 5.02$ TeV

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2024
Inst. of Physics London

Journal of Instrumentation 19(02), P02039 () [10.1088/1748-0221/19/02/P02039]

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Report No.: CERN-EP-2022-072; arXiv:2204.10148

Abstract: Luminosity determination within the ALICE experiment is based on the measurement, in van der Meer scans, of the cross sections for visible processes involving one or more detectors (visible cross sections). In 2015 and 2018, the Large Hadron Collider provided Pb–Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair of √s$_{NN}$ = 5.02 TeV. Two visible cross sections, associated with particle detection in the Zero Degree Calorimeter (ZDC) and in the V0 detector, were measured in a van der Meer scan.This article describes the experimental set-up and the analysis procedure, and presents the measurement results. The analysis involves a comprehensive study of beam-related effects and an improved fitting procedure, compared to previous ALICE studies, for the extraction of the visible cross section. The resulting uncertainty of both the ZDC-based and the V0-based luminosity measurement for the full sample is 2.5%. The inelastic cross section for hadronic interactions in Pb–Pb collisions at √s$_{NN}$ = 5.02 TeV, obtained by efficiency correction of the V0-based visible cross section, was measured to be 7.67 ± 0.25 b, in agreement with predictions using the Glauber model.

Keyword(s): correction: efficiency ; calorimeter: forward spectrometer ; luminosity: monitoring ; ALICE ; CERN LHC Coll ; experimental methods ; 5020 GeV-cms/nucleon ; Analysis and statistical methods ; Data processing methods

Classification:

Note: 25 pages, 6 captioned figures, 1 table, authors from page 20, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/7841 "Published by IOP Publishing Ltd on behalf of Sissa Medialab. Original content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI."

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)
  6. STRONG-2020 - The strong interaction at the frontier of knowledge: fundamental research and applications (824093) (824093)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2024
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Essential Science Indicators ; IF < 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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Infrastruktur > Detektorlabor
HQM/MU > ALICE
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 Datensatz erzeugt am 2025-01-14, letzte Änderung am 2025-02-04