Measurement of the total cross section from elastic scattering in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with the ATLAS detector
G. Aad
(1)
,
S. Albrand
(2)
,
J. Brown
(2)
,
J. Collot
(2)
,
S. Crépé-Renaudin
(2)
,
B. Dechenaux
(2)
,
P.A. Delsart
(2)
,
C. Gabaldon
(2)
,
M.H. Genest
(2)
,
J.Y. Hostachy
(2)
,
F. Ledroit-Guillon
(2)
,
A. Lleres
(2)
,
A. Lucotte
(2)
,
F. Malek
(2)
,
C. Monini
(2)
,
J. Stark
(2)
,
B. Trocmé
(2)
,
M. Wu
(2)
,
G. Rahal
(3)
,
D. Boumediene
(4)
,
Emmanuel Busato
(4)
,
D. Calvet
(4)
,
S. Calvet
(4)
,
J. Donini
(4)
,
E. Dubreuil
(4)
,
N. Ghodbane
(4)
,
G. Gilles
(4)
,
Ph. Gris
(4)
,
C. Guicheney
(4)
,
H. Liao
(4)
,
D. Pallin
(4)
,
Daniela Paredes Hernández
(4)
,
F. Podlyski
(4)
,
C. Santoni
(4)
,
Timothée Theveneaux-Pelzer
(4)
,
Loïc Valery
(4)
,
F. Vazeille
(4)
,
S. Abdel Khalek
(5)
,
A. Bassalat
(5)
,
C. Becot
(5)
,
S. Binet
(5)
,
C. Bourdarios
(5)
,
D. Charfeddine
(5)
,
J.B. de Vivie de Regie
(5)
,
L. Duflot
(5)
,
M. Escalier
(5)
,
L. Fayard
(5)
,
D. Fournier
(5)
,
J.-F. Grivaz
(5)
,
T. Guillemin
(5)
,
F. Hariri
(5)
,
S. Henrot-Versillé
(5)
,
J. Hrivnac
(5)
,
L. Iconomidou-Fayard
(5)
,
M. Kado
(5)
,
A. Lounis
(5)
,
N. Makovec
(5)
,
L. Poggioli
(5)
,
P. Puzo
(5)
,
A. Renaud
(5)
,
D. Rousseau
(5)
,
G. Rybkin
(5)
,
A.C. Schaffer
(5)
,
E. Scifo
(5)
,
L. Serin
(5)
,
S. Simion
(5)
,
R. Tanaka
(5)
,
H.L. Tran
(5)
,
D. Zerwas
(5)
,
Z. Zhang
(5)
,
L. Alio
(1)
,
M. Barbero
(1)
,
C. Bertella
(1)
,
J. C. Clémens
(1)
,
Y. Coadou
(1)
,
Sara Diglio
(1)
,
F. Djama
(1)
,
L. Feligioni
(1)
,
D. Hoffmann
(1)
,
F. Hubaut
(1)
,
E. B. F. G. Knoops
(1)
,
E. Le Guirriec
(1)
,
B. Li
(1)
,
D. Madaffari
(1)
,
K. Mochizuki
(1)
,
E. Monnier
(1)
,
S. Muanza
(1)
,
Y. Nagai
(1)
,
P. Pralavorio
(1)
,
A. Rozanov
(1)
,
T. Serre
(1)
,
M. Talby
(1)
,
E. Tiouchichine
(1)
,
S. Tisserant
(1)
,
J. Toth
(1)
,
F. Touchard
(1)
,
M. Ughetto
(1)
,
L. Vacavant
(1)
,
Z. Barnovska
(6)
,
N. Berger
(6)
,
M. Delmastro
(6)
,
L. Di Ciaccio
(6)
,
T.K.O. Doan
(6)
,
S. Elles
(6)
,
C. Goy
(6)
,
T. Hryn'Ova
(6)
,
S. Jézéquel
(6)
,
H. Keoshkerian
(6)
,
I. Koletsou
(6)
,
R. Lafaye
(6)
,
J. Leveque
(6)
,
V.P. Lombardo
(6)
,
N. Massol
(6)
,
H. Przysiezniak
(6)
,
G. Sauvage
(6)
,
E. Sauvan
(6)
,
M. Schwoerer
(6)
,
O. Simard
(6)
,
T. Todorov
(6)
,
I. Wingerter-Seez
(6)
1
CPPM -
Centre de Physique des Particules de Marseille
2 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
3 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
4 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
5 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
2 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
3 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
4 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
5 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
G. Aad
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : georges-aad
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- IdRef : 140392653
S. Crépé-Renaudin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 742348
- IdHAL : sabine-crepe
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- IdRef : 118947249
B. Dechenaux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1258902
- IdHAL : benjamin-dechenaux
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M.H. Genest
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 191694142
J.Y. Hostachy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1477266
F. Ledroit-Guillon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 738735
- IdHAL : fabienne-ledroit
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- IdRef : 137343809
F. Malek
- Fonction : Auteur
- PersonId : 21915
- IdHAL : fairouz-malek
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- IdRef : 084171219
B. Trocmé
- Fonction : Auteur
- PersonId : 14773
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D. Calvet
- Fonction : Auteur
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S. Calvet
- Fonction : Auteur
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Daniela Paredes Hernández
- Fonction : Auteur
- PersonId : 770353
- IdRef : 175107769
Timothée Theveneaux-Pelzer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1244643
- IdHAL : timothee-theveneaux-pelzer
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J.B. de Vivie de Regie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741567
- IdHAL : jean-baptiste-de-vivie
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- IdRef : 186392702
S. Henrot-Versillé
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 191080403
D. Rousseau
- Fonction : Auteur
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Z. Zhang
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785434
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Y. Coadou
- Fonction : Auteur
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Sara Diglio
- Fonction : Auteur
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E. Monnier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1377681
- IdHAL : emmanuel-monnier
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- IdRef : 139631321
N. Berger
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : nicolas-berger
C. Goy
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : goycorinne
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T. Hryn'Ova
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : thrynova
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- IdRef : 253167418
S. Jézéquel
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : stephane-jezequel
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- IdRef : 074440926
Résumé
A measurement of the total $pp$ cross section at the LHC at $\sqrt{s}=7$ TeV is presented. In a special run with high-$\beta^{\star}$ beam optics, an integrated luminosity of 80 $\mu$b$^{-1}$ was accumulated in order to measure the differential elastic cross section as a function of the Mandelstam momentum transfer variable $t$. The measurement is performed with the ALFA sub-detector of ATLAS. Using a fit to the differential elastic cross section in the $|t|$ range from 0.01 GeV$^2$ to 0.1 GeV$^2$ to extrapolate to $|t|\rightarrow 0$, the total cross section, $\sigma_{\mathrm{tot}}(pp\rightarrow X)$, is measured via the optical theorem to be: $$\sigma_{\mathrm{tot}}(pp\rightarrow X) = 95.35 \; \pm 0.38 \; ({\mbox{stat.}}) \pm 1.25 \; ({\mbox{exp.}}) \pm 0.37 \; (\mbox{extr.}) \; \mbox{mb},$$ where the first error is statistical, the second accounts for all experimental systematic uncertainties and the last is related to uncertainties in the extrapolation to $|t|\rightarrow 0$. In addition, the slope of the elastic cross section at small $|t|$ is determined to be $B = 19.73 \pm 0.14 \; ({\mbox{stat.}}) \pm 0.26 \; ({\mbox{syst.}}) \; \mbox{GeV}^{-2}$.