Measurement of the charged particle multiplicity distribution in hadronic Z decays

The charged particle multiplicity distribution of hadronic Z decays was measured on the peak of the Z resonance using the ALEPH detector at LEP. Using a model independent unfolding procedure the distribution was found to have a mean 〈n〉=20.85±0.24 and a dispersion D=6.34±0.12. Comparison with lower energy data supports the KNO scaling hypothesis in the energy range GeV. At GeV the shape of the multiplicity distribution is well described by a log-normal distribution, as predicted from a cascading model for multi-particle production. The same model also successfully describes the energy dependence of the mean and width of the multiplicity distribution. A next-to-leading order QCD prediction in the framework of the modified leading-log approximation and local parton-hadron duality is found to fit the energy dependence of the mean but not the width of the charged multiplicity distribution, indicating that the width of the multiplicity distribution is a sensitive probe for higher order QCD or non-perturbative effects.

A. Jahn | A. Marchioro | F. Zomer | D. J. Candlin | T. Hansl-Kozanecka | John Rander | L. Mirabito | A. Stahl | Donato Creanza | M. De Palma | Giuseppe Iaselli | G. Maggi | S. Nuzzo | Giovanna Selvaggi | L. Silvestris | G. Zito | E. Focardi | G. Bagliesi | Roberto Dell'Orso | Franco Ligabue | A. Messineo | Fabrizio Palla | R. Tenchini | Guido Tonelli | Andrea Venturi | Piero Giorgio Verdini | B. Gobbo | Duccio Abbaneo | P. Janot | I. R. Tomalin | Bernhard R. Brandl | R. Baldini | Paul Hanke | C. Georgiopoulos | M. Kasemann | Paolo Walter Cattaneo | Maria Agnese Ciocci | A. Giassi | Christoph Grab | Stephanie Brandt | Claus Grupen | Hans-Guenther Moser | Jean-Francois Grivaz | B. Dehning | G. Bonvicini | O. Callot | E. Locci | G. Raso | E. Blucher | F. Ranjard | Ramon Miquel | D. Decamp | B. Pietrzyk | Ziad Ajaltouni | Michael Schmelling | G. Bencivenni | Marco Cattaneo | R. W. Forty | D.P.S. Ferguson | I. Efthymiopoulos | A. Blondel | I. Videau | E. E. Kluge | P. Payre | M. Quattromini | P. Mato | B. S. Rowlingson | F. Murtas | Pascal Perret | R. C. Jared | C. Bradaschia | W. B. Atwood | W. Witzeling | G. Felici | Alain Falvard | Pierre Henrard | Ubaldo Bottigli | Luigi Rolandi | Paolo Laurelli | Jerome Schwindling | Christophe Guicheney | Thomas Lohse | Reisaburo Tanaka | Addolorata Farilla | Vitaliano Chiarella | Fabio Cerutti | Stephen Haywood | Craig Buttar | David Rousseau | Mossadek Talby | Eric Lançon | Walter Blum | Joseph Rothberg | Joseph Boudreau | Dominique Pallin | Werner Wiedenmann | Corinne Goy | Konrad Kleinknecht | Jorg Wotschack | D. F. Cowen | M. Maggi | L. Foà | P. G. Verdini | R. Beuselinck | Jordan Nash | D. R. Botterill | U. Schäfer | W. Kozanecki | F. Perrier | G. Ganis | W. Tejessy | J. Raab | B. Rensch | K. Tittel | Mg Green | T. Wildish | R. Settles | A. Bonissent | Rainer Richter | J. M. Carter | P. Palazzi | S. Orteu | B. Jost | Ph. Schwemling | G. Capon | C. Gatto | M. Davier | I. Ferrante | P. Reeves | P. Colrain | B. Renk | C. Raine | T. Medcalf | C. N. Booth | J. Boucrot | M. Pepe-Altarelli | Ja Perlas | M. Wunsch | P. Girtler | F. Combley | P. R. Norton | A. Cordier | A. Miotto | G. Hughes | F. Ruggieri | L. Sawyer | S. W. Snow | T. J. Jones | D. Kuhn | E. Monnier | Antonio Ranieri | F. Bossi | M. H. Gros | M. Delfino | J. Carr | G. Fouque | J. Thomas | W. Cameron | J. Drinkard | H. Meinhard | H. Videau | P. Picchi | B. Bloch-Devaux | Joseph Proriol | O. Boyle | S. L. Cartwright | George Redlinger | G. Parrini | J. Badier | D. M. Binnie | As Thompson | W. Männer | J. M. Scarr | L. Moneta | M. A. Giorgi | F. Fidecaro | Bertrand Vallage | C. Benchouk | S. Natali | Jiali Lin | H W Wachsmuth | J. Jousset | R. Mollerud | B. S. Nilsson | E. Simopoulou | R. M. Turnbull | V. Hepp | Jk Sedgbeer | U. Stierlin | R. St. Denis | F. Badaud | J. A. Strong | C. Vannini | D. Cinabro | X. Chen | M. Martinez | F. Ragusa | D. Xu | D. Huang | Y. Pan | Z. Feng | Sau Lan Wu | Y. Gao | P. Tempesta | J. Hansen | J. Boudreau | M. Ciocci | M. Martinez | D. Candlin | G. Sanguinetti | L. Mir | D. Salmon | R. Miquel | C. Bradaschia | I. Ferrante | F. Fidecaro | D. Cowen | M. Davier | D. Rousseau | J. Badier | D. Cinabro | M. Carpinelli | U. Bottigli | J. Proriol | G. Lutz | R. Richter | A. Marchioro | A. Giassi | E. Barberio | A. Blondel | W. Blum | C. Buttar | F. Cerutti | X. Chen | F. Dydak | F. Etienne | A. Farilla | C. Geweniger | C. Goy | J. Grivaz | C. Guicheney | P. Hanke | S. Haywood | G. Hughes | T. Jones | K. Kleinknecht | E. Kluge | W. Kozanecki | D. Kuhn | E. Lançon | P. Laurelli | T. Lohse | T. Meyer | E. Monnier | H. Moser | P. Norton | D. Pallin | J. Pater | F. Ragusa | G. Redlinger | J. Rothberg | G. Rudolph | L. Sawyer | U. Schäfer | P. Schwemling | J. Schwindling | S. Snow | M. Talby | R. Tanaka | A. Thompson | W. Wiedenmann | J. Wotschack | S. Wu | J. Zhang | G. Zobernig | A. Walsh | G. Raso | L. Mirabito | V. Chiarella | R. Jared | E. Locci | J. Rander | A. Rosowsky | A. Stahl | D. Creanza | M. Palma | G. Iaselli | G. Maggi | M. Maggi | S. Nuzzo | G. Selvaggi | L. Silvestris | G. Zito | E. Focardi | G. Bagliesi | L. Foà | F. Ligabue | A. Messineo | F. Palla | R. Tenchini | G. Tonelli | A. Venturi | B. Gobbo | D. Abbaneo | P. Janot | C. Grab | I. Tomalin | R. Beuselinck | S. Wasserbaech | L. Bauerdick | F. Badaud | L. Bellantoni | J. Nash | R. Dell'Orso | J. Harvey | L. Moneta | Zhiqin Zhang | Y. Gao | J. Thomas | T. Wang | D. Decamp | J. Lees | M. Minard | B. Pietrzyk | I. Efthymiopoulos | Z. Ajaltouni | B. Michel | Y. Xie | R. Denis | A. Finch | C. Gatto | F. Diberder | F. Zomer | P. Colas | C. Grupen | R. Settles | G. Bonvicini | A. Rougé | H. Videau | J. Brient | J. M. Crespo | M. Delfino | E. Fernández | M. Fernandez-Bosman | V. Gaitan | L. Garrido | A. Pacheco | S. Natali | M. Quattromini | A. Ranieri | F. Romano | F. Ruggieri | P. Tempesta | H. Hu | D. Huang | Jiali Lin | R. Xu | W. Zhao | E. Blucher | H. Drevermann | R. Forty | G. Ganis | R. Hagelberg | J. Hilgart | J. Knobloch | I. Lehraus | P. Mato | H. Meinhard | A. Minten | A. Miotto | P. Palazzi | J. Perlas | F. Ranjard | L. Rolandi | T. Ruan | M. Saich | D. Schlatter | M. Schmelling | W. Tejessy | H. Wachsmuth | T. Wildish | W. Witzeling | M. Bardadin-Otwinowska | R. Fellous | A. Falvard | J. Jousset | J. Montret | P. Perret | F. Prulhière | J. D. Hansen | P. Hansen | R. Møllerud | B. Nilsson | E. Simopoulou | A. Vayaki | G. Bonneaud | G. Fouqué | S. Orteu | M. Rumpf | E. Veitch | G. Parrini | M. Corden | C. Georgiopoulos | M. Ikeda | D. Levinthal | A. Antonelli | R. Baldini | G. Bencivenni | G. Bologna | F. Bossi | P. Campana | G. Capon | B. D'Ettorre-Piazzoli | G. Felici | G. Mannocchi | F. Murtas | G. Murtas | L. Passalacqua | M. Pepe-Altarelli | P. Picchi | P. Colrain | I. Have | J. Lynch | W. Maitland | W. Morton | C. Raine | P. Reeves | J. Scarr | R. Turnbull | B. Brandl | O. Braun | V. Hepp | Y. Maumary | A. Putzer | B. Rensch | K. Tittel | M. Wunsch | D. Binnie | W. Cameron | M. Cattaneo | P. Dornan | A. Greene | J. Hassard | N. Lieske | S. Patton | D. Payne | M. Phillips | J. Sedgbeer | A. Wright | P. Girtler | C. Bowdery | T. Brodbeck | F. Foster | N. Keemer | M. Nuttall | A. Patel | T. Sloan | E. Whelan | J. Raab | B. Renk | H. Schmidt | F. Steeg | S. Walther | B. Wolf | A. Bencheikh | C. Benchouk | A. Bonissent | J. Carr | P. Coyle | J. Drinkard | S. Papalexiou | P. Payre | S. Adlung | D. Brown | P. Cattaneo | B. Dehning | H. Dietl | A. Halley | J. Lauber | G. Lütjens | J. Schröder | A. Schwarz | H. Seywerd | U. Stierlin | U. Stiegler | G. Wolf | R. Alemany | J. Boucrot | O. Callot | A. Cordier | P. Heusse | Daijin Kim | A. Lutz | J. Veillet | I. Videau | G. Batignani | F. Forti | M. Giorgi | A. Lusiani | E. Mannelli | P. Marrocchesi | J. Steinberger | G. Triggiani | C. Vannini | M. Green | P. March | T. Medcalf | I. Quazi | J. Strong | L. R. West | D. Botterill | R. Clifft | T. Edgecock | J. Thompson | B. Bloch-Devaux | P. Perez | J. Renardy | A. Roussarie | J. Schuller | B. Vallage | R. Johnson | J. Wear | J. Ashman | C. Booth | S. Cartwright | F. Combley | L. Thompson | S. Brandt | L. Bosisio | G. Giannini | J. Conway | Z. Feng | D. Ferguson | J. Grahl | J. Harton | Y. Saadi | S. Amendolia | M. Gros | F. Perrier | A. Lacourt | Z. Qian | C. Qiao | M. Kasemann | T. Burnett | B. Deschizeaux | V. Bertin | H. Sander | T. Hansl-Kozanecka | S. Menary | V. Sharma | Y. Gao | M. Edwards | O. Boyle | S. Fisher | S. Loucatos | M. Mermikides | G. Stimpfl | G. Taylor | J. Aubert | M. Catanesi | J. Lou | W. Atwood | F. Bird | A. Roth | A. Gamess | J. Lannutti | P. Zografou | B. Altoon | R. Geiges | A. Belk | S. Dugeay | T. Barczewski | S. Roehn | V. Bernard | A. Jahn | E. Lange | H. Rotscheidt | M. Takashima | J. Carter | R. Carney | M. Doḡru | F. Hatfield | D. Parker | B. Leclaire | C. Lishka | Y. Tang | F. Weber | M. Whitney | H. Becker | B. Rowlingson | J. Martin | Gerhard Lutz | Elisabetta Luigia Barberio | J. L. Harton | A. Rosowsky | R. P. Johnson | Kenway Smith | E. Fernandez | M. Fernandez-Bosman | V. Gaitan | Ll. Garrido | A. Pacheco | F. Romano | X. Huang | T. Wang | Y. Xie | R. Xu | J. Zhang | W. Zhao | P. Coyle | H. Drevermann | R. Hagelberg | J. Knobloch | I. Lehraus | A. Minten | J. R. Pater | D. Schlatter | M. Bardadin-Otwinowska | B. Michel | P. H. Hansen | J. C. Brient | L. Passalacqua | M. Rumpf | M. Corden | A. Antonelli | G. Bologna | G. Mannocchi | G. P. Murtas | J. G. Lynch | W. T. Morton | O. Braun | A. Putzer | P. J. Dornan | G. Rudolph | C. K. Bowdery | T. J. Brodbeck | F. Foster | T. Sloan | E. P. Whelan | A. M. Greene | J. J. Aubert | A. M. Bencheikh | F. Etienne | H. Dietl | F. Dydak | G. Lütjens | H. Seywerd | R. Alemany | J. Lefrançois | G. Batignani | M. Carpinelli | F. Forti | A. Lusiani | G. Sanguinetti | G. Triggiani | V. Bertin | R. W. Clifft | T. R. Edgecock | M. Edwards | P. Colas | P. Perez | A. Roussarie | L. F. Thompson | L. Bosisio | G. Giannini | L. Bellantoni | Y. S. Gao | J. Grahl | H. Hu | Y. B. Pan | Y. Saadi | V. Sharma | A. M. Walsh | G. Zobernig | Ph. Heusse | J. J. Walsh | Z. Qian | J. F. Renardy | J. P. Lees | M. G. Catanesi | Herbert Rotscheidt | S. R. Amendolia | T. H. Burnett | J. Hilgart | Steven Wasserbaech | M.-N. Minard | Anna Vayaki | Christoph Geweniger | G. P. Taylor | Jm Thompson | Jean-Claude Montret | Gr Bonneaud | Aw Halley | Hg Sander | G. Wolf | Glen Cowan | Jp Schuller | Zhiqing Zhang | F. Le Diberder | S. J. Patton | T. Barczewski | B. W. LeClaire | S. Roehn | F. Steeg | M. Takashima | J. A. Wear | Am Lutz | John Renner Hansen | Ps Marrocchesi | Jack Steinberger | M. Ikeda | F. Bird | U. Stiegler | A. Lacourt | M. Saich | André Rougé | E. Veitch | D. Levinthal | I. ten Have | W. Maitland | R. Geiges | Y. Maumary | J. F. Hassard | D. G. Payne | A. G. Wright | Alexander Finch | Nr Keemer | M. Nuttall | A D. Patel | H. Schmidt | S. M. Walther | B. Wolf | S. Adlung | Hans W. Becker | J. Lauber | J. Schröder | A. S. Schwarz | Daijin Kim | P. V. March | Ll.M. Mir | I. S. Quazi | D. P. Salmon | S. Menary | S. M. Fisher | Pierluigi Campana | J.-J. Veillet | A. Gamess | B. Deschizeaux | J. Lou | C. Qiao | T. Ruan | L. A.T. Bauerdick | Thomas Christian Meyer | A. Roth | R. El Fellous | F. Prulhiere | G. Stimpfl | J. Harvey | J. Lannutti | M. Mermikides | B. D'Ettorre-Piazzoli | P. Zografou | B. Altoon | A. T. Belk | S. Dugeay | N. M. Lieske | M. J. Phillips | V. Bernard | S. Papalexiou | D. A. Brown | E. Lange | E. B. Mannelli | Sotiris Loucatos | J. G. Ashman | R. E. Carney | M. Dogru | F. Hatfield | J. Martin | D. Parker | J. S. Conway | C. Lishka | Zh Shi | Y. H. Tang | F. V. Weber | M. H. Whitney | X. Huang | P. Henrard | B. Jost | J. Lefrancois | G. Cowan | J. Walsh | Zh. Shi | D. Xu | Y. Pan | W. Männer | Kenway M. Smith | Y. Xie | Y. Pan | M. Martinez | Y. Pan | E. Locci | C. Grupen

[1]  G. J. Alner,et al.  Scaling violation favouring high multiplicity events at 540 GeV CMS energy , 1984 .

[2]  Hansen,et al.  ALEPH: A detector for electron-positron annihilations at LEP , 1990 .

[3]  T. Modis,et al.  Charged particle multiplicity distributions in pp collisions at ISR energies , 1977 .

[4]  H. Nielsen,et al.  Scaling of multiplicity distributions in high-energy hadron collisions , 1972 .

[5]  Torbjörn Sjöstrand,et al.  The Lund Monte Carlo for Jet Fragmentation and e+ e- Physics. Jetset Version 6.3: An Update , 1987 .

[6]  Torbjörn Sjöstrand,et al.  Coherent parton showers versus matrix elements - implications of PETRA/PEP data , 1987 .

[7]  B. Webber,et al.  QCD corrections to jet multiplicity moments , 1984 .

[8]  G. Ingelman,et al.  The log-normal distribution for cascade multiplicities in hadron collisions , 1990 .

[9]  P. K. Malhotra,et al.  Measurement of the inclusive production of neutral pions and charged particles on the Z0 resonance , 1991 .

[10]  B. Webber,et al.  Monte Carlo simulation of general hard processes with coherent QCD radiation , 1988 .

[11]  B. Webber,et al.  Multiplicity Distributions in Quark and Gluon Jets , 1986 .

[12]  G. Alexander,et al.  Multiplicity Distributions in e+ e- Annihilations at PETRA Energies , 1980 .

[13]  Richard Phillips Feynman,et al.  Very high-energy collisions of hadrons , 1969 .

[14]  P. G. Verdini,et al.  Measurement of αs from the structure of particle clusters produced in hadronic Z decays , 1991 .