Absolute luminosity measurements with the LHCb detector at the LHC

R. Aaij , B. Adeva , M. Adinolfi , C. Adrover , A. Affolder , Ziad Zj Ajaltouni (1) , J. Albrecht , F. Alessio , Alexander M. Hoole , G. Alkhazov , P. Alvarez Cartelle , A. A. Alves Jr , S. Amato , Y. Amhis , J. Anderson , R. B. Appleby , O. Aquines Gutierrez , F. Archilli , L. Arrabito (2) , A. Artamonov , M. Artuso , E. Aslanides , G. Auriemma , S. Bachmann , J. J. Back , D. S. Bailey , V. Balagura , W. Baldini , R. J. Barlow , C. Barschel , S. Barsuk (3) , W. Barter , A. Bates , C. Bauer , Th. Bauer , A. Bay , I. Bediaga , K. Belous , I. Belyaev , E. Ben-Haim (4) , M. Benayoun (4) , G. Bencivenni , S. Benson , J. Benton , R. Bernet , M. -O. Bettler , M. van Beuzekom , A. Bien , S. Bifani , A. Bizzeti , P. M. Bjørnstad , T. Blake , F. Blanc , C. Blanks , J. Blouw , S. Blusk , A. Bobrov , V. Bocci , A. Bondar , N. Bondar , W. Bonivento , S. Borghi , A. Borgia , T. J. V. Bowcock , C. Bozzi , T. Brambach , J. van Den Brand , J. Bressieux , D. Brett , S. Brisbane , M. Britsch , T. Britton , N. H. Brook , H. Brown , A. Büchler-Germann , I. Burducea , A. Bursche , J. Buytaert , S. Cadeddu , J. M. Caicedo Carvajal , O. Callot (3) , M. Calvi , M. Calvo Gomez , A. Camboni , P. Campana , A. Carbone , G. Carboni , R. Cardinale , A. Cardini , L. Carson , K. Carvalho Akiba , G. Casse , M. Cattaneo , M. Charles , Ph. Charpentier , N. Chiapolini , K. Ciba , X. Cid Vidal , G. Ciezarek , P. E. L. Clarke , M. Clemencic , H. V. Cliff , J. Closier , C. Coca , V. Coco , J. Cogan , P. Collins , F. Constantin , G. Conti , A. Contu , A. Cook , M. Coombes , G. Corti , G. A. Cowan , R. Currie , B. d'Almagne (3) , C. d'Ambrosio , P. David (4) , I. de Bonis (5) , S. de Capua , M. de Cian , F. de Lorenzi , J. M. de Miranda , L. de Paula , P. de Simone , D. Decamp (5) , M. Deckenhoff , H. Degaudenzi , M. Deissenroth , L. del Buono (4) , C. Deplano , O. Deschamps (1) , F. Dettori , J. Dickens , H. Dijkstra , P. Diniz Batista , S. Donleavy , F. Dordei , A. Dosil Suárez , D. Dossett , A. Dovbnya , F. Dupertuis , R. Dzhelyadin , C. Eames , S. Easo , U. Egede , V. Egorychev , S. Eidelman , D. van Eijk , F. Eisele , S. Eisenhardt , R. Ekelhof , L. Eklund , Ch. Elsasser , D. G. d'Enterria , D. Esperante Pereira , L. Estève , A. Falabella , E. Fanchini , C. Färber , G. Fardell , C. Farinelli , S. Farry , V. Fave , V. Fernandez Albor , M. Ferro-Luzzi , S. Filippov , C. Fitzpatrick , M. Fontana , F. Fontanelli , R. Forty , M. Frank , C. Frei , M. Frosini , S. Furcas , A. Gallas Torreira , D. Galli , M. Gandelman , P. Gandini , Y. Gao , J-C. Garnier , J. Garofoli , J. Garra Tico , L. Garrido , C. Gaspar , N. Gauvin , M. Gersabeck , T. Gershon , Ph. Ghez (5) , V. Gibson , V. V. Gligorov , C. Göbel , D. Golubkov , A. Golutvin , A. Gomes , H. Gordon , M. Grabalosa Gándara , R. Graciani Diaz , L. A. Granado Cardoso , E. Graugés , G. Graziani , A. Grecu , S. Gregson , B. Gui , E. Gushchin , Yu. Guz , T. Gys , G. Haefeli , C. Haen , S. C. Haines , T. Hampson , S. Hansmann-Menzemer , R. Harji , N. Harnew , J. Harrison , P. F. Harrison , J. He , V. Heijne , K. Hennessy , Pierre Henrard (1) , J. A. Hernando Morata , E. van Herwijnen , E. Hicks , W. Hofmann , K. Holubyev , P. Hopchev (5) , W. Hulsbergen , P. Hunt , T. Huse , R. S. Huston , D. Hutchcroft , D. Hynds , V. Iakovenko (3) , P. Ilten , J. Imong , R. Jacobsson , A. Jaeger , Marwa Jahjah-Hussein (1) , E. Jans , F. Jansen , P. Jaton , B. Jean-Marie (3) , F. Jing , M. John , D. Johnson , C. R. Jones , B. Jost , S. Kandybei , M. Karacson , T. M. Karbach , J. Keaveney , U. Kerzel , T. Ketel , A. Keune , B. Khanji , Y. M. Kim , M. Knecht , S. Koblitz , P. Koppenburg , A. Kozlinskiy , L. Kravchuk , K. Kreplin , M. Kreps , G. Krocker , P. Krokovny , F. Kruse , K. Kruzelecki , M. Kucharczyk , S. Kukulak , R. Kumar , T. Kvaratskheliya , V. N. La Thi , D. Lacarrere , G. Lafferty , A. Lai , D. Lambert , R. W. Lambert , E. Lanciotti , G. Lanfranchi , C. Langenbruch , T. Latham , R. Le Gac , J. van Leerdam , J. -P. Lees (5) , R. Lefèvre (1) , A. Leflat , J. Lefrançois (3) , O. Leroy , T. Lesiak , L. Li , L. Li Gioi (1) , M. Lieng , M. Liles , R. Lindner , C. Linn , B. Liu , G. Liu , J. H. Lopes , E. Lopez Asamar , N. Lopez-March , J. Luisier , F. Machefert (3) , I. V. Machikhiliyan (5) , F. Maciuc , O. Maev , J. Magnin , S. Malde , R. M. D. Mamunur , G. Manca , G. Mancinelli , N. Mangiafave , U. Marconi , R. Märki , J. Marks , G. Martellotti , A. Martens (3) , Lilian Martin , A. Martín Sánchez (3) , D. Martinez Santos , A. Massafferri , R. Matev , Z. Mathe , C. Matteuzzi , M. Matveev , E. Maurice , B. Maynard , A. Mazurov , G. Mcgregor , R. Mcnulty , C. Mclean , M. Meissner , M. Merk , J. Merkel , R. Messi , S. Miglioranzi , D. A. Milanes , M. -N. Minard (5) , S. Monteil (1) , D. Moran , P. Morawski , R. Mountain , I. Mous , F. Muheim , K. Müller , R. Muresan , B. Muryn , M. Musy , J. Mylroie-Smith , P. Naik , T. Nakada , R. Nandakumar , J. Nardulli , I. Nasteva , M. Nedos , M. Needham , N. Neufeld , C. Nguyen-Mau , M. Nicol (3) , S. Nies , V. Niess (1) , N. Nikitin , A. Oblakowska-Mucha , V. Obraztsov , S. Oggero , S. Ogilvy , O. Okhrimenko , R. Oldeman , M. Orlandea , J. M. Otalora Goicochea , P. Owen , B. Pal , J. Palacios , M. Palutan , J. Panman , A. Papanestis , M. Pappagallo , C. Parkes , C. J. Parkinson , G. Passaleva , G. D. Patel , M. Patel , S. K. Paterson , G. N. Patrick , C. Patrignani , C. Pavel-Nicorescu , A. Pazos Alvarez , A. Pellegrino , G. Penso , M. Pepe Altarelli , S. Perazzini , D. L. Perego , E. Perez Trigo , A. Pérez-Calero Yzquierdo , Pascal Perret (1) , M. Perrin-Terrin , G. Pessina , A. Petrella , A. Petrolini , B. Pie Valls , B. Pietrzyk (5) , T. Pilar , D. Pinci , R. Plackett , S. Playfer , M. Plo Casasus , G. Polok , A. Poluektov , E. Polycarpo , D. Popov , B. Popovici , C. Potterat , A. Powell , T. Du Pree , J. Prisciandaro , V. Pugatch , A. Puig Navarro , W. Qian , J. H. Rademacker , B. Rakotomiaramanana , M. S. Rangel , I. Raniuk , G. Raven , S. Redford , M. M. Reid , A. C. Dos Reis , S. Ricciardi , K. Rinnert , Diego Alejandro Roa Romero (1) , P. Robbe (3) , E. Rodrigues , F. Rodrigues , P. Rodriguez Perez , G. J. Rogers , S. Roiser , V. Romanovsky , J. Rouvinet , T. Ruf , H. Ruiz , G. Sabatino , J. J. Saborido Silva , N. Sagidova , P. Sail , B. Saitta , C. Salzmann , M. Sannino , R. Santacesaria , C. Santamarina Rios , R. Santinelli , E. Santovetti , M. Sapunov , A. Sarti , C. Satriano , A. Satta , M. Savrie , D. Savrina , P. Schaack , M. Schiller , S. Schleich , M. Schmelling , B. Schmidt , O. Schneider , A. Schopper , M. -H. Schune (3) , R. Schwemmer , A. Sciubba , M. Seco , A. Semennikov , K. Senderowska , I. Sepp , N. Serra , J. Serrano , P. Seyfert , B. Shao , M. Shapkin , I. Shapoval , P. Shatalov , Y. Shcheglov , T. Shears , L. Shekhtman , O. Shevchenko , V. Shevchenko , A. Shires , R. Silva Coutinho , H. P. Skottowe , T. Skwarnicki , A. C. Smith , N. A. Smith , Krzysztof Grzegorz Sobczak (1) , F. J. P. Soler , A. Solomin , F. Soomro , B. Souza de Paula , B. Spaan , A. Sparkes , P. Spradlin , F. Stagni , S. Stahl , O. Steinkamp , S. Stoica , S. Stone , B. Storaci , M. Straticiuc , U. Straumann , N. Styles , V. K. Subbiah , S. Swientek , M. Szczekowski , P. Szczypka , T. Szumlak , S. t'Jampens (5) , E. Teodorescu , F. Teubert , C. Thomas , E. Thomas , J. van Tilburg , V. Tisserand (5) , M. Tobin , S. Topp-Joergensen , M. T. Tran , A. Tsaregorodtsev , N. Tuning , M. Ubeda Garcia , A. Ukleja , P. Urquijo , U. Uwer , V. Vagnoni , G. Valenti , R. Vazquez Gomez , P. Vazquez Regueiro , S. Vecchi , J. J. Velthuis , M. Veltri , K. Vervink , B. Viaud (3) , I. Videau (3) , X. Vilasis-Cardona , J. Visniakov , A. Vollhardt , D. Voong , A. Vorobyev , H. Voss , K. Wacker , S. Wandernoth , J. Wang , D. R. Ward , A. D. Webber , D. Websdale , M. Whitehead , D. Wiedner , L. Wiggers , G. Wilkinson , M. P. Williams , M. Williams , F. F. Wilson , J. Wishahi , M. Witek , W. Witzeling , S. A. Wotton , K. Wyllie , Y. Xie , F. Xing , Z. Yang , R. Young , O. Yushchenko , M. Zavertyaev , F. Zhang , L. Zhang , W. C. Zhang , Y. Zhang , A. Zhelezov , L. Zhong , E. Zverev , A. Zvyagin , R. Le Gac (6)

1 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
2 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
3 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
4 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

Absolute luminosity measurements are of general interest for colliding-beam experiments at storage rings. These measurements are necessary to determine the absolute cross-sections of reaction processes and are valuable to quantify the performance of the accelerator. LHCb has applied two methods to determine the absolute scale of its luminosity measurements for proton-proton collisions at the LHC with a centre-of-mass energy of 7 TeV. In addition to the classic "van der Meer scan" method a novel technique has been developed which makes use of direct imaging of the individual beams using beam-gas and beam-beam interactions. This beam imaging method is made possible by the high resolution of the LHCb vertex detector and the close proximity of the detector to the beams, and allows beam parameters such as positions, angles and widths to be determined. The results of the two methods have comparable precision and are in good agreement. Combining the two methods, an overal precision of 3.5% in the absolute luminosity determination is reached. The techniques used to transport the absolute luminosity calibration to the full data-taking period are presented.

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]; Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]

R. Aaij, B. Adeva, M. Adinolfi, C. Adrover, A. Affolder, et al.. Absolute luminosity measurements with the LHCb detector at the LHC. Journal of Instrumentation, 2012, 7, pp.P01010. ⟨10.1088/1748-0221/7/01/P01010⟩. ⟨in2p3-00638977⟩