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Measurement of energy flow, cross section and average inelasticity of forward neutrons produced in $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV proton-proton collisions with the LHCf Arm2 detector
Journal of High Energy Physics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1007/jhep07(2020)016 , O. Adriani , E. Berti , L. Bonechi , M. Bongi , R. D’Alessandro , S. Detti , M. Haguenauer , Y. Itow , K. Kasahara , H. Menjo , Y. Muraki , K. Ohashi , P. Papini , S. Ricciarini , T. Sako , N. Sakurai , K. Sato , T. Tamura , A. Tiberio , S. Torii , A. Tricomi , W.C. Turner , M. Ueno
Journal of High Energy Physics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1007/jhep07(2020)016 , O. Adriani , E. Berti , L. Bonechi , M. Bongi , R. D’Alessandro , S. Detti , M. Haguenauer , Y. Itow , K. Kasahara , H. Menjo , Y. Muraki , K. Ohashi , P. Papini , S. Ricciarini , T. Sako , N. Sakurai , K. Sato , T. Tamura , A. Tiberio , S. Torii , A. Tricomi , W.C. Turner , M. Ueno
In this paper, we report the measurement of the energy flow, the cross section and the average inelasticity of forward neutrons (+ antineutrons) produced in $\sqrt{s} = 13$ TeV proton-proton collisions. These quantities are obtained from the inclusive differential production cross section, measured using the LHCf Arm2 detector at the CERN Large Hadron Collider. The measurements are performed in six pseudorapidity regions: three of them ($\eta > 10.75$, $8.99 10.75$ is not reproduced by any model, whereas the results still indicate a significant but less serious deviation at lower pseudorapidities. Depending on the pseudorapidity region, the generators showing the best overall agreement with data are either SIBYLL 2.3 or EPOS-LHC. Furthermore, apart from the most forward region, the derived energy flow and cross section distributions are best reproduced by EPOS-LHC. Finally, even if none of the models describe the elasticity distribution in a satisfactory way, the extracted average inelasticity is consistent with the QGSJET II-04 value, while most of the other generators give values that lie just outside the experimental uncertainties.
中文翻译:
使用 LHCf Arm2 探测器测量 $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV 质子-质子碰撞中产生的前向中子的能量流、横截面和平均非弹性
在本文中,我们报告了在 $\sqrt{s} = 13 $ TeV 质子 - 质子碰撞中产生的前向中子(+ 反中子)的能量流、横截面和平均非弹性的测量。这些量是从包含性差分生产横截面获得的,使用欧洲核子研究中心大型强子对撞机的 LHCf Arm2 探测器测量。测量在六个伪快速区域中进行:其中三个($\eta > 10.75$,$8.99 10.75$ 没有被任何模型复制,而结果仍然表明在较低的伪快速度下存在显着但不太严重的偏差。取决于伪快速度区域, 与数据显示最佳整体一致性的生成器是 SIBYLL 2.3 或 EPOS-LHC。此外,除了最前沿的区域,EPOS-LHC 可以最好地再现导出的能量流和横截面分布。最后,即使没有一个模型以令人满意的方式描述弹性分布,提取的平均非弹性与 QGSJET II-04 值一致,而大多数其他生成器给出的值恰好位于实验不确定性之外。
更新日期:2020-07-01
中文翻译:
使用 LHCf Arm2 探测器测量 $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV 质子-质子碰撞中产生的前向中子的能量流、横截面和平均非弹性
在本文中,我们报告了在 $\sqrt{s} = 13 $ TeV 质子 - 质子碰撞中产生的前向中子(+ 反中子)的能量流、横截面和平均非弹性的测量。这些量是从包含性差分生产横截面获得的,使用欧洲核子研究中心大型强子对撞机的 LHCf Arm2 探测器测量。测量在六个伪快速区域中进行:其中三个($\eta > 10.75$,$8.99 10.75$ 没有被任何模型复制,而结果仍然表明在较低的伪快速度下存在显着但不太严重的偏差。取决于伪快速度区域, 与数据显示最佳整体一致性的生成器是 SIBYLL 2.3 或 EPOS-LHC。此外,除了最前沿的区域,EPOS-LHC 可以最好地再现导出的能量流和横截面分布。最后,即使没有一个模型以令人满意的方式描述弹性分布,提取的平均非弹性与 QGSJET II-04 值一致,而大多数其他生成器给出的值恰好位于实验不确定性之外。