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Measuring cross-sections at the LHC requires the luminosity to be determined accurately at each centre-of-mass energy s. In this paper results are reported from the luminosity calibrations carried out at the LHC interaction point 8 with the LHCb detector for s = 2.76, 7 and 8 TeV (proton-proton collisions) and for sNN = 5 TeV (proton-lead collisions). Both the "van der Meer scan" and "beam-gas imaging" luminosity calibration methods were employed. It is observed that the beam density profile cannot always be described by a function that is factorizable in the two transverse coordinates. The introduction of a two-dimensional description of the beams improves significantly the consistency of the results. For proton-proton interactions at s = 8 TeV a relative precision of the luminosity calibration of 1.47% is obtained using van der Meer scans and 1.43% using beam-gas imaging, resulting in a combined precision of 1.12%. Applying the calibration to the full data set determines the luminosity with a precision of 1.16%. This represents the most precise luminosity measurement achieved so far at a bunched-beam hadron collider.
Precision luminosity measurements at LHCb / Aaij, R., Adeva, B., Adinolfi, M., Affolder, A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Ali, S., Alkhazov, G., Cartelle, P.A., Alves, A.A., Amato, S., Amerio, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Anderson, J., Andreassen, R., et al.. - In: JOURNAL OF INSTRUMENTATION. - ISSN 1748-0221. - 9:12(2014), pp. P12005-P12005. [10.1088/1748-0221/9/12/P12005]
Precision luminosity measurements at LHCb
Aaij R.;Adeva B.;Adinolfi M.;Affolder A.;Ajaltouni Z.;Akar S.;Albrecht J.;Alessio F.;Alexander M.;Ali S.;Alkhazov G.;Cartelle P. A.;Alves A. A.;Amato S.;Amerio S.;Amhis Y.;An L.;Anderlini L.;Anderson J.;Andreassen R.;Andreotti M.;Andrews J. E.;Appleby R. B.;Gutierrez O. A.;Archilli F.;Artamonov A.;Artuso M.;Aslanides E.;Auriemma G.;Baalouch M.;Bachmann S.;Back J. J.;Badalov A.;Baesso C.;Baldini W.;Barlow R. J.;Barschel C.;Barsuk S.;Barter W.;Batozskaya V.;Battista V.;Bay A.;Beaucourt L.;Beddow J.;Bedeschi F.;Bediaga I.;Belogurov S.;Belous K.;Belyaev I.;Ben-Haim E.;Bencivenni G.;Benson S.;Benton J.;Berezhnoy A.;Bernet R.;Bettler M. -O.;Van Beuzekom M.;Bien A.;Bifani S.;Bird T.;Bizzeti A.;Bjornstad P. M.;Blake T.;Blanc F.;Blouw J.;Blusk S.;Bocci V.;Bondar A.;Bondar N.;Bonivento W.;Borghi S.;Borgia A.;Borsato M.;Bowcock T. J. V.;Bowen E.;Bozzi C.;Brambach T.;Bressieux J.;Brett D.;Britsch M.;Britton T.;Brodzicka J.;Brook N. 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D.;Prisciandaro J.;Pritchard A.;Prouve C.;Pugatch V.;Puig Navarro A.;Punzi G.;Qian W.;Rachwal B.;Rademacker J. H.;Rakotomiaramanana B.;Rama M.;Rangel M. S.;Raniuk I.;Rauschmayr N.;Raven G.;Redi F.;Reichert S.;Reid M. M.;Dos Reis A. C.;Ricciardi S.;Richards S.;Rihl M.;Rinnert K.;Rives Molina V.;Robbe P.;Rodrigues A. B.;Rodrigues E.;Rodriguez Perez P.;Roiser S.;Romanovsky V.;Romero Vidal A.;Rotondo M.;Rouvinet J.;Ruf T.;Ruiz H.;Ruiz Valls P.;Saborido Silva J. J.;Sagidova N.;Sail P.;Saitta B.;Salustino Guimaraes V.;Sanchez Mayordomo C.;Sanmartin Sedes B.;Santacesaria R.;Santamarina Rios C.;Santovetti E.;Sarti A.;Satriano C.;Satta A.;Saunders D. M.;Savrina D.;Schiller M.;Schindler H.;Schlupp M.;Schmelling M.;Schmidt B.;Schneider O.;Schopper A.;Schubiger M.;Schune M. -H.;Schwemmer R.;Sciascia B.;Sciubba A.;Semennikov A.;Sepp I.;Serra N.;Serrano J.;Sestini L.;Seyfert P.;Shapkin M.;Shapoval I.;Shcheglov Y.;Shears T.;Shekhtman L.;Shevchenko V.;Shires A.;Silva Coutinho R.;Simi G.;Sirendi M.;Skidmore N.;Skwarnicki T.;Smith N. A.;Smith E.;Smith E.;Smith J.;Smith M.;Snoek H.;Sokoloff M. D.;Soler F. J. P.;Soomro F.;Souza D.;Souza De Paula B.;Spaan B.;Sparkes A.;Spradlin P.;Sridharan S.;Stagni F.;Stahl M.;Stahl S.;Steinkamp O.;Stenyakin O.;Stevenson S.;Stoica S.;Stone S.;Storaci B.;Stracka S.;Straticiuc M.;Straumann U.;Stroili R.;Subbiah V. K.;Sun L.;Sutcliffe W.;Swientek K.;Swientek S.;Syropoulos V.;Szczekowski M.;Szczypka P.;Szumlak T.;T'Jampens S.;Teklishyn M.;Tellarini G.;Teubert F.;Thomas C.;Thomas E.;Van Tilburg J.;Tisserand V.;Tobin M.;Tolk S.;Tomassetti L.;Tonelli D.;Topp-Joergensen S.;Torr N.;Tournefier E.;Tourneur S.;Tran M. T.;Tresch M.;Trisovic A.;Tsaregorodtsev A.;Tsopelas P.;Tuning N.;Ubeda Garcia M.;Ukleja A.;Ustyuzhanin A.;Uwer U.;Vacca C.;Vagnoni V.;Valenti G.;Vallier A.;Vazquez Gomez R.;Vazquez Regueiro P.;Vazquez Sierra C.;Vecchi S.;Velthuis J. J.;Veltri M.;Veneziano G.;Vesterinen M.;Viaud B.;Vieira D.;Vieites Diaz M.;Vilasis-Cardona X.;Vollhardt A.;Volyanskyy D.;Voong D.;Vorobyev A.;Vorobyev V.;Voss C.;De Vries J. A.;Waldi R.;Wallace C.;Wallace R.;Walsh J.;Wandernoth S.;Wang J.;Ward D. R.;Watson N. K.;Websdale D.;Whitehead M.;Wicht J.;Wiedner D.;Wilkinson G.;Williams M. P.;Williams M.;Wilschut H. W.;Wilson F. F.;Wimberley J.;Wishahi J.;Wislicki W.;Witek M.;Wormser G.;Wotton S. A.;Wright S.;Wyllie K.;Xie Y.;Xing Z.;Xu Z.;Yang Z.;Yuan X.;Yushchenko O.;Zangoli M.;Zavertyaev M.;Zhang L.;Zhang W. C.;Zhang Y.;Zhelezov A.;Zhokhov A.;Zhong L.;Zvyagin A.
2014
Abstract
Measuring cross-sections at the LHC requires the luminosity to be determined accurately at each centre-of-mass energy s. In this paper results are reported from the luminosity calibrations carried out at the LHC interaction point 8 with the LHCb detector for s = 2.76, 7 and 8 TeV (proton-proton collisions) and for sNN = 5 TeV (proton-lead collisions). Both the "van der Meer scan" and "beam-gas imaging" luminosity calibration methods were employed. It is observed that the beam density profile cannot always be described by a function that is factorizable in the two transverse coordinates. The introduction of a two-dimensional description of the beams improves significantly the consistency of the results. For proton-proton interactions at s = 8 TeV a relative precision of the luminosity calibration of 1.47% is obtained using van der Meer scans and 1.43% using beam-gas imaging, resulting in a combined precision of 1.12%. Applying the calibration to the full data set determines the luminosity with a precision of 1.16%. This represents the most precise luminosity measurement achieved so far at a bunched-beam hadron collider.
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