Preprint/Report PUBDB-2016-02762

Measurement of the total cross section from elastic scattering in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=8$ TeV with the ATLAS detector

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2016

Report No.: CERN-EP-2016-158; arXiv:1607.06605;

Abstract: A measurement of the total $pp$ cross section at the LHC at $\sqrt{s}=8$ TeV is presented. An integrated luminosity of $500$ $\mu$b$^{-1}$ was accumulated in a special run with high-$\beta^{\star}$ beam optics 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 $0.014$ GeV$^2$ to $0.1$ GeV$^2$ to extrapolate $t\rightarrow 0$, the total cross section, $\sigma_{\mathrm{tot}}(pp\rightarrow X)$, is measured via the optical theorem to be: $\sigma_{\mathrm{tot}}(pp\rightarrow X) = {96.07} \; \pm 0.18 \; ({{stat.}}) \pm 0.85 \; ({{exp.}}) \pm 0.31 \; ({extr.}) \; {mb} \;,$ where the first error is statistical, the second accounts for all experimental systematic uncertainties and the last is related to uncertainties in the extrapolation $t\rightarrow 0$. In addition, the slope of the exponential function describing the elastic cross section at small $t$ is determined to be $B = 19.74 \pm 0.05 \; ({{stat.}}) \pm 0.23 \; ({{syst.}}) \; {GeV}^{-2}$.

Keyword(s): error: statistical ; p p: scattering ; total cross section ; ATLAS ; elastic scattering ; momentum transfer ; optical theorem ; CERN LHC Coll ; beam optics ; slope ; star


Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2016
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