Measurement of the Low-Energy Antideuteron Inelastic Cross Section

Acharya S.; Adamová D.; Adler A.; Adolfsson J.; Aggarwal M.M.; Aglieri Rinella G.; Agnello M.; Agrawal N.; Ahammed Z.; Ahmad S.; Ahn S.U.; Akbar Z.; Akindinov A.; Al-Turany M.; Alam S.N.; Albuquerque D.S.D.; Aleksandrov D.; Alessandro B.; Alfanda H.M.; Alfaro Molina R.; Ali B.; Ali Y.; Alici A.; Alizadehvandchali N.; Alkin A.; Alme J.; Alt T.; Altenkamper L.; Altsybeev I.; Anaam M.N.; Andrei C.; Andreou D.; Andronic A.; Angeletti M.; Anguelov V.; Anson C.; Antičić T.; Antinori F.; Antonioli P.; Apadula N.; Aphecetche L.; Appelshäuser H.; Arcelli S.; Arnaldi R.; Arratia M.; Arsene I.C.; Arslandok M.; Augustinus A.; Averbeck R.; Aziz S.; Azmi M.D.; Badalà A.; Baek Y.W.; Bagnasco S.; Bai X.; Bailhache R.; Bala R.; Balbino A.; Baldisseri A.; Ball M.; Balouza S.; Banerjee D.; Barbera R.; Barioglio L.; Barnaföldi G.G.; Barnby L.S.; Barret V.; Bartalini P.; Bartels C.; Barth K.; Bartsch E.; Baruffaldi F.; Bastid N.; Basu S.; Batigne G.; Batyunya B.; Bauri D.; Bazo Alba J.L.; Bearden I.G.; Beattie C.; Bedda C.; Behera N.K.; Belikov I.; Bell Hechavarria A.D.C.; Bellini F.; Bellwied R.; Belyaev V.; Bencedi G.; Beole S.; Bercuci A.; Berdnikov Y.; Berenyi D.; Bertens R.A.; Berzano D.; Besoiu M.G.; Betev L.; Bhasin A.; Bhat I.R.; Bhat M.A.; Bhatt H.; Bhattacharjee B.; Bianchi A.; Bianchi L.; Bianchi N.; Bielčík J.; Bielčíková J.; Bilandzic A.; Biro G.; Biswas R.; Biswas S.; Blair J.T.; Blau D.; Blume C.; Boca G.; Bock F.; Bogdanov A.; Boi S.; Bok J.; Boldizsár L.; Bolozdynya A.; Bombara M.; Bonomi G.; Borel H.; Borissov A.; Bossi H.; Botta E.; Bratrud L.; Braun-Munzinger P.; Bregant M.; Broz M.; Bruna E.; Bruno G.E.; Buckland M.D.; Budnikov D.; Buesching H.; Bufalino S.; Bugnon O.; Buhler P.; Buncic P.; Buthelezi Z.; Butt J.B.; Bysiak S.A.; Caffarri D.; Caliva A.; Calvo Villar E.; Camacho J.M.M.; Camacho R.S.; Camerini P.; Canedo F.D.M.; Capon A.A.; Carnesecchi F.; Caron R.; Castillo Castellanos J.; Castro A.J.; Casula E.A.R.; Catalano F.; Ceballos Sanchez C.; Chakraborty P.; Chandra S.; Chang W.; Chapeland S.; Chartier M.; Chattopadhyay S.; Chattopadhyay S.; Chauvin A.; Cheshkov C.; Cheynis B.; Chibante Barroso V.; Chinellato D.D.; Cho S.; Chochula P.; Chowdhury T.; Christakoglou P.; Christensen C.H.; Christiansen P.; Chujo T.; Cicalo C.; Cifarelli L.; Cilladi L.D.; Cindolo F.; Ciupek M.R.; Clai G.; Cleymans J.; Colamaria F.; Colella D.; Collu A.; Colocci M.; Concas M.; Conesa Balbastre G.; Conesa Del Valle Z.; Contin G.; Contreras J.G.; Cormier T.M.; Corrales Morales Y.; Cortese P.; Cosentino M.R.; Costa F.; Costanza S.; Crochet P.; Cuautle E.; Cui P.; Cunqueiro L.; Dabrowski D.; Dahms T.; Dainese A.; Damas F.P.A.; Danisch M.C.; Danu A.; Das D.; Das I.; Das P.; Das P.; Das S.; Dash A.; Dash S.; De S.; De Caro A.; De Cataldo G.; De Cuveland J.; De Falco A.; De Gruttola D.; De Marco N.; De Pasquale S.; Deb S.; Degenhardt H.F.; Deja K.R.; Deloff A.; Delsanto S.; Deng W.; Dhankher P.; Di Bari D.; Di Mauro A.; Diaz R.A.; Dietel T.; Dillenseger P.; Ding Y.; Divià R.; Dixit D.U.; Djuvsland A.; Dmitrieva U.; Dobrin A.; Dönigus B.; Dordic O.; Dubey A.K.; Dubla A.; Dudi S.; Dukhishyam M.; Dupieux P.; Ehlers R.J.; Eikeland V.N.; Elia D.; Erazmus B.; Erhardt F.; Erokhin A.; Ersdal M.R.; Espagnon B.; Eulisse G.; Evans D.; Evdokimov S.; Fabbietti L.; Faggin M.; Faivre J.; Fan F.; Fantoni A.; Fasel M.; Fecchio P.; Feliciello A.; Feofilov G.; Fernández Téllez A.; Ferrero A.; Ferretti A.; Festanti A.; Feuillard V.J.G.; Figiel J.; Filchagin S.; Finogeev D.; Fionda F.M.; Fiorenza G.; Flor F.; Flores A.N.; Foertsch S.; Foka P.; Fokin S.; Fragiacomo E.; Frankenfeld U.; Fuchs U.; Furget C.; Furs A.; Fusco Girard M.; Gaardhøje J.J.; Gagliardi M.; Gago A.M.; Gal A.; Galvan C.D.; Ganoti P.; Garabatos C.; Garcia J.R.A.; Garcia-Solis E.; Garg K.; Gargiulo C.; Garibli A.; Garner K.; Gasik P.; Gauger E.F.; Gay Ducati M.B.; Germain M.; Ghosh J.; Ghosh P.; Ghosh S.K.; Giacalone M.; Gianotti P.; Giubellino P.; Giubilato P.; Glaenzer A.M.C.; Glässel P.; Gomez Ramirez A.; Gonzalez V.; González-Trueba L.H.; Gorbunov S.; Görlich L.; Goswami A.; Gotovac S.; Grabski V.; Graczykowski L.K.; Graham K.L.; Greiner L.; Grelli A.; Grigoras C.; Grigoriev V.; Grigoryan A.; Grigoryan S.; Groettvik O.S.; Grosa F.; Grosse-Oetringhaus J.F.; Grosso R.; Guernane R.; Guittiere M.; Gulbrandsen K.; Gunji T.; Gupta A.; Gupta R.; Guzman I.B.; Haake R.; Habib M.K.; Hadjidakis C.; Hamagaki H.; Hamar G.; Hamid M.; Hannigan R.; Haque M.R.; Harlenderova A.; Harris J.W.; Harton A.; Hasenbichler J.A.; Hassan H.; Hassan Q.U.; Hatzifotiadou D.; Hauer P.; Havener L.B.; Hayashi S.; Heckel S.T.; Hellbär E.; Helstrup H.; Herghelegiu A.; Herman T.; Hernandez E.G.; Herrera Corral G.; Herrmann F.; Hetland K.F.; Hillemanns H.; Hills C.; Hippolyte B.; Hohlweger B.; Honermann J.; Horak D.; Hornung A.; Hornung S.; Hosokawa R.; Hristov P.; Huang C.; Hughes C.; Huhn P.; Humanic T.J.; Hushnud H.; Husova L.A.; Hussain N.; Hussain S.A.; Hutter D.; Iddon J.P.; Ilkaev R.; Ilyas H.; Inaba M.; Innocenti G.M.; Ippolitov M.; Isakov A.; Islam M.S.; Ivanov M.; Ivanov V.; Izucheev V.; Jacak B.; Jacazio N.; Jacobs P.M.; Jadlovska S.; Jadlovsky J.; Jaelani S.; Jahnke C.; Jakubowska M.J.; Janik M.A.; Janson T.; Jercic M.; Jevons O.; Jin M.; Jonas F.; Jones P.G.; Jung J.; Jung M.; Jusko A.; Kalinak P.; Kalweit A.; Kaplin V.; Kar S.; Karasu Uysal A.; Karatovic D.; Karavichev O.; Karavicheva T.; Karczmarczyk P.; Karpechev E.; Kazantsev A.; Kebschull U.; Keidel R.; Keil M.; Ketzer B.; Khabanova Z.; Khan A.M.; Khan S.; Khanzadeev A.; Kharlov Y.; Khatun A.; Khuntia A.; Kileng B.; Kim B.; Kim B.; Kim D.; Kim D.J.; Kim E.J.; Kim H.; Kim J.; Kim J.S.; Kim J.; Kim M.; Kim S.; Kim T.; Kirsch S.; Kisel I.; Kiselev S.; Kisiel A.; Klay J.L.; Klein C.; Klein J.; Klein S.; Klein-Bösing C.; Kleiner M.; Kluge A.; Knichel M.L.; Knospe A.G.; Kobdaj C.; Köhler M.K.; Kollegger T.; Kondratyev A.; Kondratyeva N.; Kondratyuk E.; Konig J.; Konigstorfer S.A.; Konopka P.J.; Kornakov G.; Koska L.; Kovalenko O.; Kovalenko V.; Kowalski M.; Králik I.; Kravčáková A.; Kreis L.; Krivda M.; Krizek F.; Krizkova Gajdosova K.; Krüger M.; Kryshen E.; Krzewicki M.; Kubera A.M.; Kučera V.; Kuhn C.; Kuijer P.G.; Kumar L.; Kundu S.; Kurashvili P.; Kurepin A.; Kuryakin A.; Kushpil S.; Kvapil J.; Kweon M.J.; Kwon J.Y.; Kwon Y.; La Pointe S.L.; La Rocca P.; Lai Y.S.; Lamanna M.; Langoy R.; Lapidus K.; Lardeux A.; Larionov P.; Laudi E.; Lavicka R.; Lazareva T.; Lea R.; Leardini L.; Lee J.; Lee S.; Lehner S.; Lehrbach J.; Lemmon R.C.; León Monzón I.; Lesser E.D.; Lettrich M.; Lévai P.; Li X.; Li X.L.; Lien J.; Lietava R.; Lim B.; Lindenstruth V.; Lindner A.; Lippmann C.; Lisa M.A.; Liu A.; Liu J.; Liu S.; Llope W.J.; Lofnes I.M.; Loginov V.; Loizides C.; Loncar P.; Lopez J.A.; Lopez X.; López Torres E.; Luhder J.R.; Lunardon M.; Luparello G.; Ma Y.G.; Maevskaya A.; Mager M.; Mahmood S.M.; Mahmoud T.; Maire A.; Majka R.D.; Malaev M.; Malik Q.W.; Malinina L.; Mal'kevich D.; Malzacher P.; Mandaglio G.; Manko V.; Manso F.; Manzari V.; Mao Y.; Marchisone M.; Mareš J.; Margagliotti G.V.; Margotti A.; Marín A.; Markert C.; Marquard M.; Martin C.D.; Martin N.A.; Martinengo P.; Martinez J.L.; Martínez M.I.; Martínez García G.; Masciocchi S.; Masera M.; Masoni A.; Massacrier L.; Masson E.; Mastroserio A.; Mathis A.M.; Matonoha O.; Matuoka P.F.T.; Matyja A.; Mayer C.; Mazzaschi F.; Mazzilli M.; Mazzoni M.A.; Mechler A.F.; Meddi F.; Melikyan Y.; Menchaca-Rocha A.; Mengke C.; Meninno E.; Menon A.S.; Meres M.; Mhlanga S.; Miake Y.; Micheletti L.; Migliorin L.C.; Mihaylov D.L.; Mikhaylov K.; Mishra A.N.; Miśkowiec D.; Modak A.; Mohammadi N.; Mohanty A.P.; Mohanty B.; Mohisin Khan M.; Moravcova Z.; Mordasini C.; Moreira De Godoy D.A.; Moreno L.A.P.; Morozov I.; Morsch A.; Mrnjavac T.; Muccifora V.; Mudnic E.; Mühlheim D.; Muhuri S.; Mulligan J.D.; Mulliri A.; Munhoz M.G.; Munzer R.H.; Murakami H.; Murray S.; Musa L.; Musinsky J.; Myers C.J.; Myrcha J.W.; Naik B.; Nair R.; Nandi B.K.; Nania R.; Nappi E.; Naru M.U.; Nassirpour A.F.; Nattrass C.; Nayak R.; Nayak T.K.; Nazarenko S.; Neagu A.; Negrao De Oliveira R.A.; Nellen L.; Nesbo S.V.; Neskovic G.; Nesterov D.; Neumann L.T.; Nielsen B.S.; Nikolaev S.; Nikulin S.; Nikulin V.; Noferini F.; Nomokonov P.; Norman J.; Novitzky N.; Nowakowski P.; Nyanin A.; Nystrand J.; Ogino M.; Ohlson A.; Oleniacz J.; Oliveira Da Silva A.C.; Oliver M.H.; Oppedisano C.; Ortiz Velasquez A.; Oskarsson A.; Otwinowski J.; Oyama K.; Pachmayer Y.; Pacik V.; Padhan S.; Pagano D.; Paić G.; Pan J.; Panebianco S.; Pareek P.; Park J.; Parkkila J.E.; Parmar S.; Pathak S.P.; Paul B.; Pazzini J.; Pei H.; Peitzmann T.; Peng X.; Pereira L.G.; Pereira Da Costa H.; Peresunko D.; Perez G.M.; Perrin S.; Pestov Y.; Petráček V.; Petrovici M.; Pezzi R.P.; Piano S.; Pikna M.; Pillot P.; Pinazza O.; Pinsky L.; Pinto C.; Pisano S.; Pistone D.; Płoskoń M.; Planinic M.; Pliquett F.; Poghosyan M.G.; Polichtchouk B.; Poljak N.; Pop A.; Porteboeuf-Houssais S.; Pozdniakov V.; Prasad S.K.; Preghenella R.; Prino F.; Pruneau C.A.; Pshenichnov I.; Puccio M.; Putschke J.; Qiu S.; Quaglia L.; Quishpe R.E.; Ragoni S.; Raha S.; Rajput S.; Rak J.; Rakotozafindrabe A.; Ramello L.; Rami F.; Ramirez S.A.R.; Raniwala R.; Raniwala S.; Räsänen S.S.; Rath R.; Ratza V.; Ravasenga I.; Read K.F.; Redelbach A.R.; Redlich K.; Rehman A.; Reichelt P.; Reidt F.; Ren X.; Renfordt R.; Rescakova Z.; Reygers K.; Riabov A.; Riabov V.; Richert T.; Richter M.; Riedler P.; Riegler W.; Riggi F.; Ristea C.; Rode S.P.; Rodríguez Cahuantzi M.; Røed K.; Rogalev R.; Rogochaya E.; Rohr D.; Röhrich D.; Rojas P.F.; Rokita P.S.; Ronchetti F.; Rosano A.; Rosas E.D.; Roslon K.; Rossi A.; Rotondi A.; Roy A.; Roy P.; Rueda O.V.; Rui R.; Rumyantsev B.; Rustamov A.; Ryabinkin E.; Ryabov Y.; Rybicki A.; Rytkonen H.; Saarimaki O.A.M.; Sadek R.; Sadhu S.; Sadovsky S.; Šafařík K.; Saha S.K.; Sahoo B.; Sahoo P.; Sahoo R.; Sahoo S.; Sahu P.K.; Saini J.; Sakai S.; Sambyal S.; Samsonov V.; Sarkar D.; Sarkar N.; Sarma P.; Sarti V.M.; Sas M.H.P.; Scapparone E.; Schambach J.; Scheid H.S.; Schiaua C.; Schicker R.; Schmah A.; Schmidt C.; Schmidt H.R.; Schmidt M.O.; Schmidt M.; Schmidt N.V.; Schmier A.R.; Schukraft J.; Schutz Y.; Schwarz K.; Schweda K.; Scioli G.; Scomparin E.; Seger J.E.; Sekiguchi Y.; Sekihata D.; Selyuzhenkov I.; Senyukov S.; Serebryakov D.; Sevcenco A.; Shabanov A.; Shabetai A.; Shahoyan R.; Shaikh W.; Shangaraev A.; Sharma A.; Sharma A.; Sharma H.; Sharma M.; Sharma N.; Sharma S.; Sheibani O.; Shigaki K.; Shimomura M.; Shirinkin S.; Shou Q.; Sibiriak Y.; Siddhanta S.; Siemiarczuk T.; Silvermyr D.; Simatovic G.; Simonetti G.; Singh B.; Singh R.; Singh R.; Singh R.; Singh V.K.; Singhal V.; Sinha T.; Sitar B.; Sitta M.; Skaali T.B.; Slupecki M.; Smirnov N.; Snellings R.J.M.; Soncco C.; Song J.; Songmoolnak A.; Soramel F.; Sorensen S.; Sputowska I.; Stachel J.; Stan I.; Steffanic P.J.; Stenlund E.; Stiefelmaier S.F.; Stocco D.; Storetvedt M.M.; Stritto L.D.; Suaide A.A.P.; Sugitate T.; Suire C.; Suleymanov M.; Suljic M.; Sultanov R.; Šumbera M.; Sumberia V.; Sumowidagdo S.; Swain S.; Szabo A.; Szarka I.; Tabassam U.; Taghavi S.F.; Taillepied G.; Takahashi J.; Tambave G.J.; Tang S.; Tarhini M.; Tarzila M.G.; Tauro A.; Tejeda Muñoz G.; Telesca A.; Terlizzi L.; Terrevoli C.; Thakur D.; Thakur S.; Thomas D.; Thoresen F.; Tieulent R.; Tikhonov A.; Timmins A.R.; Toia A.; Topilskaya N.; Toppi M.; Torales-Acosta F.; Torres S.R.; Trifiró A.; Tripathy S.; Tripathy T.; Trogolo S.; Trombetta G.; Tropp L.; Trubnikov V.; Trzaska W.H.; Trzcinski T.P.; Trzeciak B.A.; Tumkin A.; Turrisi R.; Tveter T.S.; Ullaland K.; Umaka E.N.; Uras A.; Usai G.L.; Vala M.; Valle N.; Vallero S.; Van Der Kolk N.; Van Doremalen L.V.R.; Van Leeuwen M.; Vande Vyvre P.; Varga D.; Varga Z.; Varga-Kofarago M.; Vargas A.; Vasileiou M.; Vasiliev A.; Vázquez Doce O.; Vechernin V.; Vercellin E.; Vergara Limón S.; Vermunt L.; Vernet R.; Vértesi R.; Vickovic L.; Vilakazi Z.; Villalobos Baillie O.; Vino G.; Vinogradov A.; Virgili T.; Vislavicius V.; Vodopyanov A.; Volkel B.; Völkl M.A.; Voloshin K.; Voloshin S.A.; Volpe G.; Von Haller B.; Vorobyev I.; Voscek D.; Vrláková J.; Wagner B.; Weber M.; Weber S.G.; Wegrzynek A.; Wenzel S.C.; Wessels J.P.; Wiechula J.; Wikne J.; Wilk G.; Wilkinson J.; Willems G.A.; Willsher E.; Windelband B.; Winn M.; Witt W.E.; Wright J.R.; Wu Y.; Xu R.; Yalcin S.; Yamaguchi Y.; Yamakawa K.; Yang S.; Yano S.; Yin Z.; Yokoyama H.; Yoo I.-K.; Yoon J.H.; Yuan S.; Yuncu A.; Yurchenko V.; Zaccolo V.; Zaman A.; Zampolli C.; Zanoli H.J.C.; Zardoshti N.; Zarochentsev A.; Závada P.; Zaviyalov N.; Zbroszczyk H.; Zhalov M.; Zhang S.; Zhang X.; Zhang Z.; Zherebchevskii V.; Zhi Y.; Zhou D.; Zhou Y.; Zhou Z.; Zhu J.; Zhu Y.; Zichichi A.; Zinovjev G.; Zurlo N. · Physical Review Letters (2020) · DOI: 10.1103/physrevlett.125.162001

Resumen

In this Letter, we report the first measurement of the inelastic cross section for antideuteron-nucleus interactions at low particle momenta, covering a range of 0.3≤p<4 GeV/c. The measurement is carried out using p-Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon-nucleon pair of sNN=5.02 TeV, recorded with the ALICE detector at the CERN LHC and utilizing the detector material as an absorber for antideuterons and antiprotons. The extracted raw primary antiparticle-to-particle ratios are compared to the results from detailed ALICE simulations based on the geant4 toolkit for the propagation of (anti)particles through the detector material. The analysis of the raw primary (anti)proton spectra serves as a benchmark for this study, since their hadronic interaction cross sections are well constrained experimentally. The first measurement of the inelastic cross section for antideuteron-nucleus interactions averaged over the ALICE detector material with atomic mass numbers A ©=17.4 and 31.8 is obtained. The measured inelastic cross section points to a possible excess with respect to the Glauber model parametrization used in geant4 in the lowest momentum interval of 0.3≤p<0.47 GeV/c up to a factor 2.1. This result is relevant for the understanding of antimatter propagation and the contributions to antinuclei production from cosmic ray interactions within the interstellar medium. In addition, the momentum range covered by this measurement is of particular importance to evaluate signal predictions for indirect dark-matter searches.

Instituciones: Pontificia Universidad Católica del Perú