Measurements of longitudinal and transverse momentum distributions for neutral pions in the forward-rapidity region with the LHCf detector

被引:67
作者
Adriani, O. [1 ,2 ]
Berti, E. [1 ,2 ]
Bonechi, L. [1 ]
Bongi, M. [1 ,2 ]
D'Alessandro, R. [1 ,2 ]
Del Prete, M. [1 ,2 ]
Haguenauer, M. [3 ]
Itow, Y. [4 ,5 ]
Iwata, T. [6 ]
Kasahara, K. [6 ]
Kawade, K. [7 ]
Makino, Y. [7 ]
Masuda, K. [7 ]
Matsubayashi, E. [7 ]
Menjo, H. [8 ]
Mitsuka, G. [2 ,15 ]
Muraki, Y. [7 ]
Papini, P. [1 ]
Perrot, A. -L. [9 ]
Ricciarini, S. [1 ,10 ]
Sako, T. [4 ,5 ]
Sakurai, N. [5 ,16 ]
Suzuki, T. [6 ]
Tamura, T. [11 ]
Tiberio, A. [1 ,2 ]
Torii, S. [6 ]
Tricomi, A. [12 ,13 ]
Turner, W. C. [14 ]
Ueno, M. [7 ]
Zhou, Q. D. [7 ]
机构
[1] Ist Nazl Fis Nucl, Sect Florence, Florence, Italy
[2] Univ Florence, I-50121 Florence, Italy
[3] Ecole Polytech, Palaiseau, France
[4] Nagoya Univ, Inst Space Earth Environm Res, Nagoya, Aichi, Japan
[5] Nagoya Univ, Kobayashi Maskawa Inst Origin Particles & Univers, Nagoya, Aichi, Japan
[6] Waseda Univ, RISE, Tokyo, Japan
[7] Nagoya Univ, Inst Space Earth Environm Res, Nagoya, Aichi, Japan
[8] Nagoya Univ, Grad Sch Sci, Nagoya, Aichi, Japan
[9] CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland
[10] CNR, IFAC, I-00185 Rome, Italy
[11] Kanagawa Univ, Yokohama, Kanagawa, Japan
[12] Ist Nazl Fis Nucl, Sect Catania, Catania, Italy
[13] Univ Catania, I-95124 Catania, Italy
[14] LBNL, Berkeley, CA USA
[15] Brookhaven Natl Lab, RIKEN BNL Res Ctr, Upton, NY 11973 USA
[16] Univ Tokushima, Inst Socioarts & Sci, Tokushima, Japan
关键词
PROTON-PROTON COLLISIONS; HIGH-ENERGY SCATTERING; BARYON PRODUCTION; WORKING GROUP; FRAGMENTATION; PERFORMANCE; ARRAY; TEV;
D O I
10.1103/PhysRevD.94.032007
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The differential cross sections for inclusive neutral pions as a function of transverse and longitudinal momentum in the very forward-rapidity region have been measured at the LHC with the LHC forward detector in proton-proton collisions at root s = 2.76 and 7 TeV and in proton-lead collisions at nucleon nucleon center-of-mass energies of root sNN = 5.02 TeV. Such differential cross sections in proton-proton collisions are compatible with the hypotheses of limiting fragmentation and Feynman scaling. Comparing proton-proton with proton-lead collisions, we find a sizable suppression of the production of neutral pions in the differential cross sections after subtraction of ultraperipheral proton-lead collisions. This suppression corresponds to the nuclear modification factor value of about 0.1-0.3. The experimental measurements presented in this paper provide a benchmark for the hadronic interaction Monte Carlo simulation codes that are used for the simulation of cosmic ray air showers.
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