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

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

Measurements of cross sections of inelastic and diffractive processes in proton–proton collisions at LHC en- ergies were carried out with the ALICE detector. The frac- tions of diffractive processes in inelastic collisions were de- termined from a study of gaps in charged particle pseudora- pidity distributions: for single diffraction (diffractive mass MX < 200 GeV/c2) σSD/σINEL = 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 7 TeV; for double diffraction (for a pseudorapidity gap Dη > 3) σDD /σINEL = 0.11 ± 0.03, 0.12 ± 0.05, and 0.12+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 sec- tions were calculated combining relative rates of diffrac- tion 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.