]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - PWGLF/FORWARD/doc/doc.tex
Added new macros for LEGO train (mvala)
[u/mrichter/AliRoot.git] / PWGLF / FORWARD / doc / doc.tex
1 \documentclass[11pt]{article}
2 \renewcommand{\rmdefault}{ptm}
3 \usepackage{mathptmx}
4 \usepackage[margin=2cm,twoside,a4paper]{geometry}
5 \usepackage{amstext}
6 \usepackage{amsmath}
7 \usepackage[ruled,vlined,linesnumbered]{algorithm2e}
8 \usepackage{graphicx}
9 \usepackage{color}
10 \usepackage{url}
11 \usepackage{units}
12 \usepackage{listings}
13 \usepackage[colorlinks,urlcolor=black,hyperindex,%
14             linktocpage,a4paper,bookmarks=true,%
15             bookmarksopen=true,bookmarksopenlevel=2,%
16             bookmarksnumbered=true]{hyperref}
17 %% \usepackage{bookmark}
18 \def\AlwaysText#1{\ifmmode\relax\text{#1}\else #1\fi}
19 \newcommand{\AbbrName}[1]{\AlwaysText{{\scshape #1}}}
20 \newcommand{\CERN}{\AbbrName{cern}}
21 \newcommand{\ALICE}{\AbbrName{alice}}
22 \newcommand{\SPD}{\AbbrName{spd}}
23 \newcommand{\ESD}{\AbbrName{esd}}
24 \newcommand{\AOD}{\AbbrName{aod}}
25 \newcommand{\INEL}{\AbbrName{inel}}
26 \newcommand{\INELONE}{$\AbbrName{inel}>0$}
27 \newcommand{\NSD}{\AbbrName{nsd}}
28 \newcommand{\FMD}[1][]{\AbbrName{fmd\ifx|#1|\else#1\fi}}
29 \newcommand{\OCDB}{\AbbrName{ocdb}}
30 \newcommand{\mult}[1][]{\ensuremath N_{\text{ch}#1}}
31 \newcommand{\dndetadphi}[1][]{{\ensuremath% 
32     \ifx|#1|\else\left.\fi%
33     \frac{d^2\mult{}}{d\eta\,d\varphi}%
34     \ifx|#1|\else\right|_{#1}\fi%
35 }}
36 \newcommand{\landau}[1]{{\ensuremath% 
37     \text{landau}\left(#1\right)}}
38 \newcommand{\dndeta}[1][]{{\ensuremath% 
39     \ifx|#1|\else\left.\fi%
40     \frac{1}{N}\frac{d\mult{}}{d\eta}%
41     \ifx|#1|\else\right|_{#1}\fi%
42 }}
43 \newcommand{\dndphi}[1][]{{\ensuremath% 
44     \ifx|#1|\else\left.\fi%
45     \frac{1}{N}\frac{d\mult{}}{d\varphi}%
46     \ifx|#1|\else\right|_{#1}\fi%
47 }}
48 \newcommand{\MC}{\AlwaysText{MC}}
49 \newcommand{\N}[2]{{\ensuremath N_{#1#2}}}
50 \newcommand{\NV}[1][]{\N{\text{V}}{#1}}
51 \newcommand{\NnotV}{\N{\not{\text{V}}}}
52 \newcommand{\NT}{\N{\text{T}}{}}
53 \newcommand{\NA}{\N{\text{A}}{}}
54 \newcommand{\Ngood}{{\ensuremath N_{\text{good}}}}
55 \newcommand{\GeV}[1]{\unit[#1]{\AlwaysText{GeV}}}
56 \newcommand{\TeV}[1]{\unit[#1]{\AlwaysText{TeV}}}
57 \newcommand{\cm}[1]{\unit[#1]{\AlwaysText{cm}}}
58 \newcommand{\secref}[1]{Section~\ref{#1}}
59 \newcommand{\figref}[1]{Figure~\ref{#1}}
60 \newcommand{\etaphi}{\ensuremath(\eta,\varphi)}
61 % Azimuthal acceptance
62 \newcommand{\Corners}{\ensuremath A^{\varphi}_{t}} 
63 % Acceptance due to dead strips
64 \newcommand{\DeadCh}{\ensuremath A^{\eta}_{v,i}\etaphi} 
65 \newcommand{\SecMap}{\ensuremath S_v\etaphi}
66 \setlength{\parskip}{1ex}
67 \setlength{\parindent}{0em}
68 \title{%
69   {\LARGE EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH}\\%
70   {\Large European Organization for Particle Physics}\\[2ex]%
71   {\normalsize%
72     \begin{tabular}[t]{@{}p{.25\textwidth}@{}%
73         p{.5\textwidth}@{}%
74         p{.25\textwidth}@{}}%
75       % \vfil%
76       \vfil
77       \includegraphics[keepaspectratio,width=.12\textwidth]{alice_logo_v3}%
78       \vfil%
79       &% 
80       \vfil
81       \begin{center}%
82         {\LARGE\bf Analysing the FMD data for $\dndeta$}%
83       \end{center}%
84       \vfil
85       &%
86       % \vfil%
87       \vfil
88       \begin{tabular}[t]{@{}p{.25\textwidth}@{}}
89         \hfill\includegraphics[keepaspectratio,width=.12\textwidth]{%
90           cernlogo}\\
91         \hfill ALICE--INT--2012--040 v2\\
92         \hfill \today%
93       \end{tabular}%
94       \vfil%
95     \end{tabular}}}
96 \author{Christian Holm
97   Christensen\thanks{\texttt{$\langle$cholm@nbi.dk$\rangle$}}\quad\&\quad
98   Hans Hjersing Dalsgaard\thanks{\texttt{$\langle$canute@nbi.dk$\rangle$}}\\ 
99   Niels Bohr Institute\\
100   University of Copenhagen}
101 \date{}
102 \begin{document}
103 \pdfbookmark{Analysing the FMD data for dN/deta}{top}
104 \maketitle 
105
106 \tableofcontents 
107 \section{Introduction}
108
109 This document describes the steps performed in the analysis of the
110 charged particle multiplicity in the forward pseudo--rapidity
111 regions with the \FMD{} detector \cite{FWD:2004mz,cholm:2009}. The
112 document also include a summary (see section \ref{prelim}) of the request for preliminary figures
113 for the measurement of $\dndeta$ with SPD\cite{ruben,Aamodt:2010cz},
114 VZERO\cite{maxime}, and FMD. 
115 %  The primary detector used for this is the \FMD{}
116
117 The \FMD{} is
118 organised in 3 \emph{sub--detectors} \FMD{1}, \FMD{2}, and \FMD{3}, each
119 consisting of 1 (\FMD{1}) or 2 (\FMD{2} and~3) \emph{rings}.
120 The rings fall into two types: \emph{Inner} or \emph{outer} rings.
121 Each ring is in turn  azimuthally divided into \emph{sectors}, and each
122 sector is radially divided into \emph{strips}.  How many sectors,
123 strips, as well as the $\eta$ coverage is given in
124 \tablename~\ref{tab:fmd:overview}. 
125
126 \begin{table}[htbp]
127   \begin{center}
128     \caption{Physical dimensions of Si segments and strips.}
129     \label{tab:fmd:overview}
130     \vglue0.2cm
131     \begin{tabular}{|c|cc|cr@{\space--\space}l|r@{\space--\space}l|}
132       \hline
133       \textbf{Sub--detector/} &
134       \textbf{Azimuthal}&
135       \textbf{Radial} &
136       $z$ &
137       \multicolumn{2}{c|}{\textbf{$r$}} &
138       \multicolumn{2}{c|}{\textbf{$\eta$}} \\
139       \textbf{Ring}& 
140       \textbf{sectors} &
141       \textbf{strips} & 
142       \textbf{[cm]} &
143       \multicolumn{2}{c|}{\textbf{range [cm]}} &
144       \multicolumn{2}{c|}{\textbf{coverage}} \\
145       \hline
146       FMD1i & 20& 512& 320  &  4.2& 17.2& 3.68&  5.03\\
147       FMD2i & 20& 512&  83.4&  4.2& 17.2& 2.28&  3.68\\
148       FMD2o & 40& 256&  75.2& 15.4& 28.4& 1.70&  2.29\\
149       FMD3i & 20& 512& -75.2&  4.2& 17.2&-2.29& -1.70\\
150       FMD3o & 40& 256& -83.4& 15.4& 28.4&-3.40& -2.01\\
151       \hline
152     \end{tabular}
153   \end{center}
154 \end{table}
155
156 The \FMD{} \ESD{} object contains the scaled energy deposited $\Delta
157 E/\Delta E_{mip}$ for each of the 51,200 strips.  This is determined
158 in the reconstruction pass.  The scaling to $\Delta E_{mip}$ is done
159 using calibration factors extracted in designated pulser runs.  In
160 these runs, the front-end electronics is pulsed with an increasing
161 known pulse size, and the conversion factor from ADC counts to $\Delta
162 E_{mip}$  is determined \cite{cholm:2009}.  
163
164 The \SPD{} is used for determination of the position of the primary
165 interaction point except in the case of displaced vertex analysis as
166 discussed in section \ref{sec:sub:sub:dispvtx}.
167
168 The analysis is performed as a two--step process.  
169 \begin{enumerate}
170 \item The Event--Summary--Data (\ESD{}) is processed event--by--event
171   and passed through a number of algorithms, and
172   $\dndetadphi$ for each event is output to an Analysis--Object--Data
173   (\AOD{}) tree (see \secref{sec:gen_aod}).
174 \item The \AOD{} data is read in and the sub--sample of the data under
175   investigation is selected (e.g., \INEL{}, \INELONE{}, \NSD{} in p+p data, or
176   some centrality class in Pb+Pb data) and the $\dndetadphi$ histogram read for
177   those events to build up $\dndeta$ (see \secref{sec:ana_aod}).
178 \end{enumerate}
179 The details of each step above will be expanded upon in the
180 following. 
181
182 In Appendix~\ref{app:nomen} is an overview of the nomenclature used in
183 this document. 
184
185
186
187 \section{Generating $\dndetadphi[i]$ event--by--event}
188 \label{sec:gen_aod}
189
190 When reading in the \ESD{}s and generating the $\dndetadphi$
191 event--by--event the following steps are taken (in order) for each
192 event $i$ and FMD ring $r$.
193 \begin{description}
194 \item[Event inspection] The global properties of the event is
195   determined, including the trigger type and primary interaction
196   point\footnote{`Vertex' and `primary interaction point' will be used
197     interchangeably in the text, since there is no ambiguity with
198     particle production vertex in this analysis.} $z$ coordinate (see
199   \secref{sec:sub:event_inspection}).  
200 \item[Sharing filter] The \ESD{} object is read in and corrected for
201   sharing.  The result is a new \ESD{} object (see
202   \secref{sec:sub:sharing_filter}). 
203 \item[Density calculator] The (possibly un--corrected) \ESD{} object
204   is then inspected and an inclusive (primary \emph{and} secondary
205   particles), per--ring charged particle density
206   $\dndetadphi[incl,r,v,i]$ is made.  This calculation depends in
207   general upon the interaction vertex position along the $z$ axis
208   $v_z$ (see \secref{sec:sub:density_calculator}).
209 \item[Corrections] The 5 (one for each FMD ring) $\dndetadphi[incl,r,v,i]$ are corrected for
210   secondary production and acceptance.  The correction for the
211   secondary particle production is highly dependent on the vertex $z$
212   coordinate.  The result is a per--ring, charged primary particle
213   density $\dndetadphi[r,v,i]$ (see \secref{sec:sub:corrector}). 
214 \item[Histogram collector] Finally, the 5 $\dndetadphi[r,v,i]$ are
215   summed into a single $\dndetadphi[v,i]$ histogram, taking care of
216   the overlaps between the detector rings.  In principle, this
217   histogram is independent of the vertex, except that the
218   pseudo--rapidity range, and possible holes in that range, depends on
219   $v_z$ --- or rather the bin in which the $v_z$ falls (see
220   \secref{sec:sub:hist_collector}).
221 \end{description}
222
223 Each of these steps will be detailed in the following. 
224
225 \subsection{Event inspection}
226 \label{sec:sub:event_inspection}
227
228 The first thing to do, is to inspect the event for triggers.  A number
229 of trigger bits, like \INEL{} (Minimum Bias for Pb+Pb), \INELONE{}, \NSD{}, and so on is then
230 propagated to the \AOD{} output.  
231
232 Just after the sharing filter (described below) but before any further
233 processing, the vertex information is queried.  If there is no vertex
234 information, or if the vertex $z$ coordinate is outside the
235 pre--defined range, then no further processing of that event takes place. 
236
237 \subsubsection{Displaced Vertices}
238 \label{sec:sub:sub:dispvtx}
239
240 The analysis can be set up to run on the `displaced vertices' that
241 occur during LHC Pb+Pb running. Details on the displaced vertices, and
242 their selection can be found in the VZERO analysis note \cite{maxime}.
243 \subsection{Sharing filter}
244 \label{sec:sub:sharing_filter}
245
246 A particle originating from the vertex can, because of its incident
247 angle on the \FMD{} sensors traverse more than one strip (see
248 \figref{fig:share_fraction}).  This means that the energy loss of the
249 particle is distributed over 1 or more strips.  The signal in each
250 strip should therefore possibly be merged with its neighboring strip
251 signals to properly reconstruct the energy loss of a single particle.
252
253 \begin{figure}[htbp]
254   \centering
255   \includegraphics[keepaspectratio,height=3cm]{share_fraction}
256   \caption{A particle traversing 2 strips and depositing energy in
257     each strip. }
258   \label{fig:share_fraction}
259 \end{figure}
260
261 The effect is most pronounced in low--flux\footnote{Events with a low
262   hit density.} events, like proton--proton collisions or peripheral
263 Pb--Pb collisions, while in high--flux events the hit density is so
264 high that most likely each and every strip will be hit and the effect
265 cancels out on average.
266
267 Since the particles travel more or less in straight lines toward the
268 \FMD{} sensors, the sharing effect is predominantly in the $r$ or
269 \emph{strip} direction.  Only neighbouring strips in a given sector are
270 therefore investigated for this effect.  
271
272 Algorithm~\ref{algo:sharing} is applied to the signals in a given
273 sector.
274
275 \begin{algorithm}[htpb]
276   \belowpdfbookmark{Algorithm 1}{algo:sharing}
277   \SetKwData{usedThis}{current strip used}
278   \SetKwData{usedPrev}{previous strip used}
279   \SetKwData{Output}{output}
280   \SetKwData{Input}{input}
281   \SetKwData{Nstr}{\# strips}
282   \SetKwData{Signal}{current}
283   \SetKwData{Eta}{$\eta$}
284   \SetKwData{prevE}{previous strip signal} 
285   \SetKwData{nextE}{next strip signal} 
286   \SetKwData{lowFlux}{low flux flag} 
287   \SetKwFunction{SignalInStrip}{SignalInStrip}
288   \SetKwFunction{MultiplicityOfStrip}{MultiplicityOfStrip}
289   \usedThis $\leftarrow$ false\;
290   \usedPrev $\leftarrow$ false\;
291   \For{$t\leftarrow1$ \KwTo \Nstr}{ 
292     \Output${}_t\leftarrow 0$\;
293     \Signal $\leftarrow$ \SignalInStrip($t$)\;
294
295     \uIf{\Signal is not valid}{ 
296       \Output${}_t \leftarrow$ invalid\;
297     }
298     \uElseIf{\Signal is 0}{ 
299       \Output${}_t \leftarrow$ 0\;
300     }
301     \Else{
302       \Eta$\leftarrow$ $\eta$ of \Input${}_t$\;
303       \prevE$\leftarrow$ 0\;
304       \nextE$\leftarrow$ 0\;
305       \lIf{$t \ne 1$}{ 
306         \prevE$\leftarrow$ \SignalInStrip($t-1$)\;
307       }
308       \lIf{$t \ne $\Nstr}{ 
309         \nextE$\leftarrow$ \SignalInStrip($t+1$)\;
310       }
311       \Output${}_t\leftarrow$
312       \MultiplicityOfStrip(\Signal,\Eta,\prevE,\nextE,\\
313       \hfill\lowFlux,$t$,\usedPrev,\usedThis)\;
314     }   
315   }
316   \caption{Sharing correction}
317   \label{algo:sharing}
318 \end{algorithm}
319
320 Here the function \FuncSty{SignalInStrip}($t$) returns the properly
321 path--length corrected signal in strip $t$.  The function
322 \FuncSty{MultiplicityOfStrip} is where the real processing takes
323 place (see page \pageref{func:MultiplicityOfStrip}). 
324
325 \begin{function}[htbp]
326   \belowpdfbookmark{MultiplicityOfStrip}{func:MultiplicityOfStrip}
327   \caption{MultiplicityOfStrip(\DataSty{current},$\eta$,\DataSty{previous},\DataSty{next},\DataSty{low
328       flux flag},\DataSty{previous signal used},\DataSty{this signal
329       used})} 
330   \label{func:MultiplicityOfStrip}
331   \SetKwData{Current}{current} 
332   \SetKwData{Next}{next} 
333   \SetKwData{Previous}{previous} 
334   \SetKwData{lowFlux}{low flux flag}
335   \SetKwData{usedPrev}{previous signal used}
336   \SetKwData{usedThis}{this signal used}
337   \SetKwData{lowCut}{low cut}
338   \SetKwData{total}{Total}
339   \SetKwData{highCut}{high cut}
340   \SetKwData{Eta}{$\eta$}  
341   \SetKwFunction{GetHighCut}{GetHighCut}
342   \If{\Current is very large or \Current $<$ \lowCut} {
343     \usedThis $\leftarrow$ false\;
344     \usedPrev $\leftarrow$ false\;
345     \Return{0}
346   }
347   \If{\usedThis}{ 
348     \usedThis $\leftarrow$ false\;
349     \usedPrev $\leftarrow$ true\;
350     \Return{0}
351   }
352   \highCut $\leftarrow$ \GetHighCut($t$,\Eta)\;
353   %\If{\Current $<$ \Next and \Next $>$ \highCut and \lowFlux set}{ 
354   %  \usedThis $\leftarrow$ false\;
355   %  \usedPrev $\leftarrow$ false\;
356   %  \Return{0}
357   %}
358   \total $\leftarrow$ \Current\;
359   \lIf{\lowCut $<$ \Previous $<$ \highCut and not \usedPrev}{ 
360     \total $\leftarrow$ \total + \Previous\;
361   }
362   \If{\lowCut $<$ \Next $<$ \highCut}{ 
363     \total $\leftarrow$ \total + \Next\;  
364     \usedThis $\leftarrow$ true\;
365   }
366   \eIf{\total $>$ 0}{ 
367     \usedPrev $\leftarrow$ true\;
368     \Return{\total}
369   }{
370     \usedPrev $\leftarrow$ false\;
371     \usedThis $\leftarrow$ false\;
372     \Return{0}
373   }
374 \end{function}
375 Here, the function \FuncSty{GetHighCut} (see below) evaluates a fit to the energy
376 distribution in the specified $\eta$ bin (see also
377 \secref{sec:sub:density_calculator}).  It returns
378 $$
379 \Delta_{mp} - 2 w
380 $$
381 where $\Delta_{mp}$ is the most probable energy loss, and $w$ is the
382 width of the Landau distribution.  
383
384 The \KwSty{if} in line 5, says that if the previous strip was merged
385 with current one, and the signal of the current strip was added to
386 that, then the current signal is set to 0, and we mark it as used for
387 the next iteration (\DataSty{previous signal used}$\leftarrow$true).
388
389 % The \KwSty{if} in line 10 checks if the current signal is smaller than
390 % the next signal, if the next signal is larger than the upper cut
391 % defined above, and if we have a low--flux event\footnote{Note, that in
392 %   the current implementation there are never any low--flux events.}.
393 % If that condition is met, then the current signal is the smaller of
394 % two possible candidates for merging, and it should be merged into the
395 % next signal.  Note, that this \emph{only} applies in low--flux events.
396
397 In line 11, % 15, 
398 we test if the previous signal lies between our low and
399 high cuts, and if it has not been marked as being used.  If so, we add
400 it to our current signal.  
401
402 The next \KwSty{if} on line 12 % 16 
403 checks if the next signal is within our
404 cut bounds.  If so, we add that signal to the current signal and mark
405 it as used for the next iteration (\DataSty{this signal
406   used}$\leftarrow$true).  It will then be put to zero on the next
407 iteration by the condition on line 6.
408
409 Finally, if our signal is still larger than 0, we return the signal
410 and mark this signal as used (\DataSty{previous signal
411   used}$\leftarrow$true) so that it will not be used in the next
412 iteration. Otherwise, we mark the current signal and the next signal
413 as unused and return a 0. 
414
415
416 \subsection{Density calculator}
417 \label{sec:sub:density_calculator}
418
419 The density calculator loops over all the strip signals in the sharing
420 corrected\footnote{The sharing correction can be disabled, in which
421   case the density calculator uses the input \ESD{} signals.} \ESD{}
422 and calculates the inclusive (primary + secondary) charged particle
423 density in pre--defined $\etaphi$ bins.
424
425 \subsubsection{Inclusive number of charged particles: Energy Fits} 
426 \label{sec:sub:sub:eloss_fits}
427
428 The number charged particles in a strip $\mult[,t]$ is calculated
429 using multiple Landau-like distributions fitted to the energy loss
430 spectrum of all strips in a given $\eta$ bin.
431 \begin{align}
432   \Delta_{i,mp} &= i (\Delta_{1,mp}+ \xi_1 \log(i))\nonumber\\
433   \xi_i         &= i\xi_1\nonumber\\
434   \sigma_i      &= \sqrt{i}\sigma_1\nonumber\\
435   \mult[,t]     &= \frac{\sum_i^{N_{max}}
436     i\,a_i\,F(\Delta_t;\Delta_{i,mp},\xi_i,\sigma_i)}{
437     \sum_i^{N_{max}}\,a_i\,F(\Delta_t;\Delta_{i,mp},\xi_i,\sigma_i)}\quad,
438 \end{align}
439 where $F(x;\Delta_{mp},\xi,\sigma)$ is the evaluation of the Landau
440 distribution $f_L$ with most probable value $\Delta_{mp}$ and width
441 $\xi$, folded with a Gaussian distribution with spread $\sigma$ at the
442 energy loss $x$ \cite{nim:b1:16,phyrev:a28:615}.
443 \begin{align}
444   \label{eq:energy_response}
445   F(x;\Delta_{mp},\xi,\sigma) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2 \pi}}
446   \int_{-\infty}^{+\infty} d\Delta' f_{L}(x;\Delta',\xi)
447   \exp{-\frac{(\Delta_{mp}-\Delta')^2}{2\sigma^2}}\quad,
448 \end{align}
449 where $\Delta_{1,mp}$, $\xi_1$, and $\sigma_1$ are the parameters for
450 the first MIP peak, $a_1=1$, and $a_i$ is the relative weight of the
451 $i$-fold MIP peak.  The parameters $\Delta_{1,mp}, \xi_1,
452 \sigma_1, \mathbf{a} = \left(a_2, \ldots a_{N_{max}}\right)$ are
453 obtained by fitting 
454 $$
455 F_j(x;C,\Delta_{mp},\xi,\sigma,\mathbf{a}) = C 
456 \sum_{i=1}^{j} a_i F(x;\Delta_{i,mp},\xi_{i},\sigma_i) 
457 $$
458 for increasing $j$ to the energy loss spectra in separate $\eta$ bins.
459 The fit procedure is stopped when for $j+1$: (the default values for
460 each value are included below) 
461 \begin{itemize}
462 \item the reduced $\chi^2$ exceeds a certain threshold (usually 20), or
463 \item the relative error $\delta p/p$ of any parameter of the fit
464   exceeds a certain threshold (usually 0.12), or 
465 \item when the weight $a_j+1$ is smaller than some number (typically
466   $10^{-5}$). 
467 \end{itemize}
468 $N_{max}$ is then set to $j$.  Examples of the result of these fits
469 are given in \figref{fig:eloss_fits} in Appendix~\ref{app:eloss_fits}.
470 \subsubsection{Inclusive number of charged particles: Poisson Approach} 
471 \label{sec:sub:sub:poisson}
472 Another approach to the calculation of the number of charged particles
473 is using Poisson statistics. This is the default choice because it is
474 less sensitive to the stability of the fits required for the energy
475 fits method. 
476 Assume that in a region of the FMD % where
477 $\mult$ 
478 %is azimuthally uniform in $\eta$ intervals it 
479 is
480 distributed according to a Poisson distribution. This means that the
481 probability of $\mult=n$ becomes:
482 \begin{equation}
483 P(n) = \frac{\mu^n e^{-\mu}}{n!} \label{eq:PoissonDef}
484 \end{equation}
485 In particular the measured occupancy, $\mu_{meas}$, is the probability
486 of any number of hits, thus using \eqref{eq:PoissonDef} :
487 \begin{equation}
488 \mu_{meas} = 1 - P(0) = 1 - e^{-\mu } 
489 %\Rightarrow \mu = \ln
490 %(1 - \mu_{meas})^{-1} \label{eq:PoissonDef2}
491 \end{equation}
492 which implies:
493 \begin{equation}
494 \mu = \ln
495 (1 - \mu_{meas})^{-1} \label{eq:PoissonDef2}
496 \end{equation}
497 The mean number of particles in a hit strip becomes:
498 \begin{eqnarray}
499 C &=& \frac{\sum_{n>0} n P(n>0)}{\sum_{n>0} P(n>0)} \nonumber \\
500   &=& \frac{e^{-\mu}}{1-e^{-\mu}} \mu  \sum \frac{\mu^n}{n!} 
501   \nonumber \\
502   &=& \frac{e^{-\mu}}{1-e^{-\mu}} \mu e^{\mu} \nonumber \\
503   &=& \frac{\mu}{1-e^{-\mu}}
504 \end{eqnarray}
505 %While $\mu$ can be calculated analytically for practical purposes we
506 With $\mu$ defined in \eqref{eq:PoissonDef2} this calculation is
507 carried out per event in
508 regions of the FMD each containing 256 strips\footnote{Note that this means that the same factor is used for each of the 256 strips.}. %Defining
509 %$\mu_{meas}^{region}$ to be the measured occupancy
510  In such a region,
511 $\mult$ for a hit strip ($N_{hits} \equiv 1$) in that region becomes:
512 \begin{equation}
513 \mult = N_{hits} \times C = 1 \times C = C
514 \end{equation}
515 Where C is calculated using $\mu_{meas}^{region}$.
516
517 The Poisson method and the energy fits method have been compared in
518 \cite{hhd:2009} where it is found that the two methods are in good
519 agreement. The residual difference between the methods contributes to
520 the systematic error.
521
522 \subsubsection{Azimuthal Acceptance}
523
524 Before the signal $\mult[,t]$ can be added to the $\etaphi$
525 bin in one of the 5 per--ring histograms, it needs to be corrected for
526 the $\varphi$ acceptance of the strip.
527
528 The sensors of the \FMD{} are not perfect arc--segments --- the two
529 top corners are cut off to allow the largest possible sensor on a 6''
530 Si-wafer.   This means, however, that the strips in these outer
531 regions do not fully cover $2\pi$ in azimuth, and there is therefore a
532 need to correct for this limited acceptance.  
533
534 The acceptance correction is only applicable where the strip length
535 does not cover the full sector.  This is the case for the outer strips
536 in both the inner and outer type rings.  The acceptance correction is
537 then simply 
538 \begin{align}
539   \label{eq:acc_corr}
540   \Corners{} &= \frac{l_t}{\Delta\varphi}\quad
541 \end{align}
542 where $l_t$ is the strip length in radians at constant $r$, and
543 $\Delta\varphi$ is $2\pi$ divided by the number of sectors in the
544 ring (20 for inner type rings, and 40 for outer type rings). 
545
546 Note, that this correction is a hardware--related correction, and does
547 not depend on the properties of the collision (e.g., primary vertex
548 location). 
549
550 The final $\etaphi$ content of the 5 output vertex dependent,
551 per--ring histograms of the inclusive charged particle density is then
552 given by
553 \begin{align}
554   \label{eq:density}
555   \dndetadphi[incl,r,v,i\etaphi] &= \sum_t^{t\in\etaphi}
556   \mult[,t]\,\Corners{}
557 \end{align}
558 where $t$ runs over the strips in the $\etaphi$ bin. 
559
560 \subsection{Corrections}
561 \label{sec:sub:corrector}
562
563 The corrections code receives the five vertex dependent,
564 per--ring histograms of the inclusive charged particle density
565 $\dndetadphi[incl,r,v,i]$ from the density calculator and applies
566 two corrections 
567
568 \subsubsection{Secondary correction}
569 %%
570 %%                hHits_FMD<d><r>_vtx<v> 
571 %% hCorrection = -----------------------
572 %%                hPrimary_FMD_<r>_vtx<v>
573 %%
574 %% where 
575 %% - hPrimary_FMD_<r>_vtx<vtx> is 2D of eta,phi for all primary ch
576 %%   particles
577 %% - hHits_FMD<d><r>_vtx<v>  is 2D of eta,phi for all track-refs that
578 %%   hit the FMD - The 2D version of hMCHits_nocuts_FMD<d><r>_vtx<v>
579 %%   used below. 
580 This is a 2 dimensional histogram generated from simulations, as the
581 ratio of primary particles to the total number of particles that fall
582 within an $\etaphi$ bin for a given vertex bin
583
584 \begin{align}
585   \label{eq:secondary}
586   \SecMap{} &=
587   \frac{\sum_i^{\NV[,v]}\mult[,\text{primary},i]\etaphi}{
588     \sum_i^{\NV[,v]}\mult[,\text{\FMD{}},i]\etaphi}\quad,
589 \end{align}
590 where $\NV[,v]$ is the number of events with a valid trigger and a
591 vertex in bin $v$, and $\mult[,\FMD{},i]$ is the total number of
592 charged particles that hit the \FMD{} in event $i$ in the specified
593 $\etaphi$ bin and $\mult[,\text{primary},i]$ is number of
594 primary charged particles in event $i$ within the specified
595 $\etaphi$ bin.
596
597 $\mult[,\text{primary}]\etaphi$ is given by summing over the
598 charged particles labelled as primaries \emph{at the time of the
599   collision} as defined in the simulation code.  That is, it is the
600 number of primaries within the $\etaphi$ bin at the collision
601 point --- not at the \FMD{}.
602
603 $\SecMap$ varies from $\approx 1.5$ for the most forward bins to
604 $\approx 3$ for the more central bins. Figure \ref{secondaries} shows the $\dndeta$ of secondaries from various sources assessed with MC simulations to give an idea of the magnitude of the effects of secondaries. 
605 \begin{figure}[]
606   \centering
607   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
608     secOriginSeparate}
609   \caption{$\dndeta$ for secondaries and primaries in the FMD. The same plot for the SPD inner layer is included for comparison.}
610   \label{secondaries}
611 \end{figure} 
612  
613 %For pp, different event
614 %generators were used and found to give compatible results within
615 %3--5\%.   
616 For pp, at least some millions of events must be
617 accumulated to reach satisfactory statistics.  For Pb--Pb where the
618 general hit density is larger, reasonable statistics can be achieved
619 with less simulated data.   
620
621 \subsubsection{Acceptance due to dead channels}
622
623 Some of the strips in the \FMD{} have been marked up as \emph{dead},
624 meaning that they are not used in the reconstruction or analysis.
625 This leaves holes in the acceptance of each defined $\etaphi$
626 which need to be corrected for.  
627
628 Dead channels are marked specially in the \ESD{}s with the flag
629 \textit{Invalid Multiplicity}.  This is used in the analysis to build
630 up and event--by--event acceptance correction in each $\etaphi$
631 bin by calculating the ratio
632 \begin{align}
633   \label{eq:dead_channels} 
634   \DeadCh{} &= 
635   \frac{\sum_t^{t\in\etaphi}\left\{\begin{array}{cl}
636         1 & \text{if not dead}\\
637         0 & \text{otherwise}
638       \end{array}\right.}{\sum_t^{t\in\etaphi} 1}\quad,
639 \end{align}
640 where $t$ runs over the strips in the $\etaphi$ bin.  This correction
641 is obviously $v_z$ dependent since the $\etaphi$ bin to which a strip $t$
642 corresponds to depends on its  position relative to the primary vertex.
643
644 Alternatively, pre--made acceptance factors can be used.  These are
645 made from the off-line conditions database (\OCDB{}).
646
647 The 5 output vertex dependent, per--ring histograms of the primary
648 charged particle density is then given by
649 \begin{align}
650   \dndetadphi[r,v,i\etaphi] &=
651   \SecMap{} \frac{1}{\DeadCh{}}\dndetadphi[incl,r,v,i\etaphi]
652 \end{align}
653
654 \subsection{Histogram collector}
655 \label{sec:sub:hist_collector}
656
657 The histogram collector collects the information from the 5 vertex
658 dependent, per--ring histograms of the primary charged particle
659 density $\dndetadphi[r,v,i]$ into a single vertex dependent histogram
660 of the charged particle density $\dndetadphi[v,i]$.  
661
662 To do this, it first calculates, for each vertex bin, the $\eta$ bin
663 range to use for each ring.  It investigates the secondary correction
664 maps $\SecMap{}$ to find the edges of each map.  The edges are given
665 by the $\eta$ range where $\SecMap{}$ is larger than some
666 threshold\footnote{Typically $t_s\approx 0.1$.}  $t_s$. The code
667 applies safety margin of a number of bins, $N_{cut}$\footnote{Typically
668   $N_{cut}=1$.}, to ensure that the data selected does not have too
669 large corrections associated with it.
670
671 It then loops over the bins in the defined $\eta$ range and sums the
672 contributions from each of the 5 histograms.  In the $\eta$ ranges
673 where two rings overlap, the collector calculates the average and adds
674 the errors in quadrature\footnote{While not explicitly checked, it was
675   found that the histograms agrees within error bars in the
676   overlapping region}.
677
678 The output vertex dependent histogram of the primary
679 charged particle density is then given by
680 \begin{align}
681   \label{eq:superhist}
682   \dndetadphi[v,i\etaphi] &=
683   \frac{1}{N_{r\in\etaphi}}\sum_{r}^{r\in\etaphi}  
684   \dndetadphi[r,v,i\etaphi]\\
685   \delta\left[\dndetadphi[v,i\etaphi]\right] &=
686   \frac{1}{N_{r\in\etaphi}}\sqrt{\sum_{r}^{r\in\etaphi}   
687     \delta\left[\dndetadphi[r,v,i\etaphi]\right]^2}
688   \quad,
689 \end{align}
690 where $N_{r\in\etaphi}$ is the number of overlapping histograms
691 in the given $\etaphi$ bin. 
692
693 The histogram collector stores the found $\eta$ ranges in the
694 underflow bin of the histogram produced.  The content of the overflow
695 bins are 
696 \begin{align}
697   \label{eq:overflow}
698   I_{v,i}(\eta) &= 
699   \frac{1}{N_{r\in(\eta)}}
700   \sum_{r}^{r\in(\eta)} \left\{\begin{array}{cl} 
701       0 & \eta \text{\ bin not selected}\\ 
702       1 & \eta \text{\ bin selected}
703       \end{array}\right.\quad,
704 \end{align}
705 where $N_{r\in(\eta)}$ is the number of overlapping histograms in the
706 given $\eta$ bin.  The subscript $v$ indicates that the content
707 depends on the current vertex bin of event $i$.
708
709 \section{Building the final $\dndeta$}
710 \label{sec:ana_aod}
711
712 To build the final $\dndeta$ distribution it is enough to sum
713 \eqref{eq:superhist} and \eqref{eq:overflow} over all accepted
714 events, $\NA$, and correct for the acceptance $I(\eta)$ 
715 \begin{align}
716   \dndetadphi[\etaphi] &= \sum_i^{\NA}\dndetadphi[i,v\etaphi]\\ 
717   I(\eta) &= \sum_i^{\NA}I_{i,v}(\eta)\quad.
718 \end{align}
719 Note, that $I(\eta)\le\NA$.  
720
721 We then need to normalise to the total number of events $N_X$, given
722 by 
723 \begin{align}
724   \N{X}{} &= \frac{1}{\epsilon_X}\left[\NA + \alpha(\NnotV -
725     \beta)\right]  \label{eq:fulleventnorm}\\
726   & = \frac{1}{\epsilon_X}\left[\NA + \frac{\NA}{\NV}(\NT-\NV{} -
727     \beta)\right]\nonumber \\
728   & =\frac{1}{\epsilon_X}\NA\left[1+\frac{1}{\epsilon_V}-1-
729     \frac{\beta}{\NV}\right]\nonumber\\ 
730   & = \frac{1}{\epsilon_X}\frac{1}{\epsilon_V}\NA
731   \left(1-\frac{\beta}{\NT{}}\right)\nonumber
732 \end{align}
733 where
734 \begin{description}
735 \item[$\epsilon_X$]  is the trigger efficiency for type
736   $X\in[\text{\INEL},\text{\INELONE},\text{\NSD} for p+p data and MB
737   for Pb+Pb data]$
738 \item[$\epsilon_V=\frac{\NV{}}{\NT{}}$] is the vertex efficiency
739   evaluated over the data.
740 \item[$\NA$] is the number of events with a trigger \emph{and} a valid
741   vertex in the selected range
742 \item[$\NV{}$] is the number of events with a trigger \emph{and} a valid
743   vertex. 
744 \item[$\NT$] is the number of events with a trigger.
745 \item[$\NnotV{}=\NT-\NV{}$] is the number of events with a trigger
746   \emph{but no} valid vertex
747 \item[$\alpha=\frac{\NA}{\NV}$] is the fraction of accepted events of
748   the total number of events with a trigger and valid vertex.  
749 \item[$\beta=\N{a}{}+\N{c}{}-\N{e}{}$] is the number of background
750   events \emph{with} a valid off-line trigger. This formula is the
751   simplest case of one bunch crossing per trigger/background
752   class. For more complicated collision setups the fractions in the
753   formula change.
754 \end{description}
755 The two terms under the parenthesis in \eqref{eq:fulleventnorm} refers
756 to the observed number of event $\NA$, and the events missed because
757 of no vertex reconstruction.  Note, for $\beta\ll\NT{}$
758 \eqref{eq:fulleventnorm} reduces to the simpler expression
759 $$
760 \N{X}{} = \frac1{\epsilon_X}\frac1{\epsilon_V}\NA{}
761 $$
762 The trigger efficiency $\epsilon_X$ for a given trigger type $X$ is
763 evaluated from simulations as
764 \begin{align}
765   \epsilon_X = \frac{\N{X\wedge \text{T}}{}}{\N{X}{}}\quad,
766 \end{align}
767 that is, the ratio of number of events of type $X$ with a
768 corresponding trigger to the number of events of type $X$. 
769
770 The final event--normalised charged particle density then becomes 
771 \begin{align}
772   \frac{1}{N}\frac{dN_{\text{ch}}}{d\eta} &= 
773   \frac{1}{\N{X}{}} \int_0^{2\pi} d\varphi
774   \frac{\dndetadphi[\etaphi]}{I(\eta)}
775   \label{eq:eventnormdndeta}
776 \end{align}
777
778 If the trigger $X$ introduces a bias on the measured number of events,
779 then \eqref{eq:eventnormdndeta} need to be modified to 
780 \begin{align}
781   \frac{1}{N}\frac{dN_{\text{ch}}}{d\eta} &= 
782   \frac{1}{\N{X}{}} \int_0^{2\pi} d\varphi
783   \frac{\frac{1}{B\etaphi}\dndetadphi[\etaphi]}{I(\eta)}
784   \label{eq:eventnormdndeta2}\quad,
785 \end{align}
786 where $B\etaphi$ is the bias correction.  This is typically
787 calculated from simulations using the expression 
788 \begin{align}
789   B\etaphi = \frac{\frac{1}{\N{X\wedge
790         \text{T}}{}}\sum_i^{\N{X\wedge \text{T}}{}}
791     \mult[,\text{primary}]\etaphi}{\frac{1}{\N{X}{}}\sum_i^{\N{X}{}}
792     \mult[,\text{primary}]\etaphi}
793 \end{align}
794
795 \section{Systematic Errors} \label{fmdsysterror} 
796 \begin{table} 
797 \centering
798 \begin{tabular}{|c|c|c|}
799 \hline
800  Effect & Magnitude in Pb+Pb analysis & Magnitude in p+p
801  analysis \\
802 \hline
803  Variation of the cuts in sec. \ref{sec:sub:sharing_filter} & 2\%   &  3\% \\
804 \hline
805 Calculation of $\mult$ & 3\%   &  4\% \\
806 \hline
807  Material budget   & 7 \%  & 7 \%  \\
808 \hline
809  Generator    & 2\%  & 2\%   \\
810 \hline
811 Vertex and trigger bias    & N/A  &  3\%  \\
812 \hline
813  Centrality   & 1\% --6\%   & N/A  \\
814 \hline
815  Normalization   & N/A  &  1.3\% - 3\% \\
816 \hline
817 \hline
818 Total in quadrature & 8.2\% -- 10.1\% & 9.4 \% -- 9.8\% \\
819 \hline
820 \end{tabular}
821 \caption[Systematic Errors in the FMD]{The table summarizes the
822   systematic errors in the FMD including the total systematic error
823   obtained by addition in quadrature.} \label{systerrors} 
824 \end{table}
825 The systematic errors on the $\dndeta$ measurement are discussed in detail in 
826 \cite{hhd:2009}. The results for the systematic errors in p+p and
827 Pb+Pb data are shown in table \ref{systerrors}. A short summary of the elements of the table is given here:
828 \begin{itemize}
829 \item The variations of the cuts in section \ref{sec:sub:sharing_filter} are carried out by re--running the analysis with different cuts and taking the observed differences as the contribution to the systematic error.
830 \item To assess the error on the calculation of the multiplcity the two methods for counting particles (see section \ref{sec:sub:density_calculator}) are compared.
831 \item The systematic error on the material budget description was found from simulations with $\pm 10 \%$ increased density.
832 \item Several event generators were used to assess the error from the particular choice of generator in the analysis. The same procedure was used to assess the error from the MC dependent part of the correction for trigger and vertex bias (p+p only). 
833 \item The systematic error on the centrality selection was obtained from variations of the different methods for measuring centrality. 
834 \end{itemize}
835
836 \section{Using the per--event $\dndetadphi[i,v]$ histogram for other
837   analysis} 
838
839 \subsection{Multiplicity distribution} 
840
841 To build the multiplicity distribution for a given $\eta$ range
842 $[\eta_1,\eta_2]$, one needs to find the total multiplicity in that
843 $\eta$ range for each event. To do so, one should sum the
844 $\dndetadphi[i,v]$ histogram over all $\varphi$ and in the selected
845 $\eta$ range.
846 \begin{align}
847   n'_{i[\eta_1,\eta_2]}, &= \int_{\eta_1}^{\eta_2}d\eta\int_0^{2\pi}d\varphi
848   \dndetadphi[i,v]\quad.\nonumber
849 \end{align}
850 However, $n'_i$ is not corrected for the coverage in $\eta$ for the
851 particular vertex range $v$.  One therefor needs to correct for the
852 number of missing bins in the range $[\eta_1,\eta_2]$.  Suppose
853 $[\eta_1,\eta_2]$ covers $N_{[\eta_1,\eta_2]}$ $\eta$ bins, then the acceptance
854 correction is given by 
855 \begin{align}
856   A_{i,[\eta_1,\eta_2]} = \frac{N_{[\eta_1,\eta_2]}}{\int_{\eta_1}^{\eta_2}d\eta\,
857     I_{i,v}(\eta)}\quad.\nonumber
858 \end{align}
859 The per--event multiplicity is then given by 
860 \begin{align}
861   n_{i,[\eta_1,\eta_2]} &= A_{i,[\eta_1,\eta_2]}\,n'_{i,[\eta_1,\eta_2]}\nonumber\\
862   &= \frac{N_{[\eta_1,\eta_2]}}{\int_{\eta_1}^{\eta_2}\eta
863     I_{i,v}(\eta)} \int_{\eta_1}^{\eta_2}d\eta\int_0^{2\pi}d\varphi
864   \dndetadphi[i,v]
865   \label{eq:event_n}
866 \end{align}
867
868 \subsection{Forward--Backward correlations} 
869
870 To do forward--backward correlations, one need to calculate
871 $n_{i,[\eta_1,\eta_2]}$ as shown in \eqref{eq:event_n} in two bins
872 $n_{i,[\eta_1,\eta_2]}$ and $n_{i,[-\eta_2,-\eta_1]}$ \textit{e.g.},
873 $n_{i,f}=n_{i,[-3,-1]}$ and $n_{i,b}=n_{i,[1,3]}$. 
874
875 \clearpage
876 \section{Some results}
877
878 %% \figurename{}s \ref{fig:1} to \ref{fig:3} shows some results.
879 Figures below show some examples \cite{hhd:2009}.  Note these are not finalised
880 plots. 
881 \begin{figure}[]
882   \centering
883   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
884     results_ppdndeta}
885   \caption{$\dndeta$ for pp for \INEL{} events at
886     $\sqrt{s}=\GeV{900}$, $\sqrt{s}=\TeV{2.76}$, and $\sqrt{s}=\TeV{7}$
887     $\cm{-10}\le v_z\le\cm{10}$, rebinned by a factor 5 \cite{hhd:2009}. 
888 % Middle panel
889 %    shows the ratio of ALICE data to UA5, and the bottom panel shows
890 %    the ratio of the right (positive) side to the left (negative) side
891 %    of the forward $\dndeta$.
892 }
893   \label{fig:1}
894 \end{figure} 
895 \begin{figure}[]
896   \centering
897   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
898     results_PbPbdndeta}
899   \caption{$\dndeta$ for Pb+Pb for Minimum Bias events at
900     $\sqrt{s_{NN}}=\TeV{2.76}$ $\cm{-10}\le v_z\le\cm{10}$, rebinned by a
901     factor 5 in 10 centrality intervals \cite{hhd:2009}. 
902 % Middle panel
903 %    shows the ratio of ALICE data to UA5, and the bottom panel shows
904 %    the ratio of the right (positive) side to the left (negative) side
905 %    of the forward $\dndeta$.
906 }
907   \label{fig:2}
908 \end{figure} 
909
910
911 \iffalse
912 \begin{figure}[hbp]
913   \centering
914   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
915     dndeta_pp_0900GeV_INEL_m10p10cm}
916   \caption{$\dndeta$ for pp for \INEL{} events at $\sqrt{s}=\GeV{900}$,
917     $\cm{-10}\le v_z\le\cm{10}$, rebinned by a factor 5.  Middle panel
918     shows the ratio of ALICE data to UA5, and the bottom panel shows
919     the ratio of the right (positive) side to the left (negative) side
920     of the forward $\dndeta$.}
921   \label{fig:1}
922 \end{figure} 
923
924
925 \begin{figure}[tbp]
926   \centering
927   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
928     dndeta_0900GeV_m10-p10cm_rb05_inelgt0}
929   \caption{$\dndeta$ for pp for \INELONE{} events at
930     $\sqrt{s}=\GeV{900}$, $\cm{-10}\le v_z\le\cm{10}$, rebinned by a
931     factor 5.  Comparisons to other measurements shown where
932     applicable}
933   \label{fig:2}
934 \end{figure} 
935 \begin{figure}[tbp]
936   \centering
937   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{%
938     dndeta_0900GeV_m10-p10cm_rb05_nsd}
939   \caption{$\dndeta$ for pp for \NSD{} events at $\sqrt{s}=\GeV{900}$,
940     $\cm{-10}\le v_z\le\cm{10}$, rebinned by a factor 5.  Comparisons
941     to other measurements shown where applicable}
942   \label{fig:3}
943 \end{figure} 
944 \fi
945 \clearpage
946 \section{Analysis for QM 2012 and Paper} \label{prelim}
947 \subsection{Analysis}
948 Following the development of the displaced vertex technique for VZERO \cite{maxime} it was
949 decided also to attempt such an analysis with the FMD using exactly
950 the same event selection and centrality selection as the VZERO
951 analysis.
952
953 The analysis described in this note was used successfully
954 on these special events. Three detectors contribute to this
955 measurement: SPD with tracklets covering $-2<\eta<2$ \cite{ruben,Aamodt:2010cz}, VZERO covering
956 $-3<\eta<-1.25$ and $1.25<\eta<5.25$, and FMD covering $-5<\eta<-1.25$
957 and $1.25<\eta<5.5$. The extended coverage of the VZERO and FMD comes
958 from the positions of the displaced vertices. The full pseudorapidity
959 coverage of the combined measurement is $-5<\eta<5.5$. 
960
961 To combine the measurements the individual measurements were weighted by
962 their systematic error before a weighted average was taken to form the
963 final $\dndeta$. The systematic error is calculated as an average in
964 quadrature with a contribution from the residual difference between
965 the measurements. 
966
967 Due to the nature of the ZDCvsZEM centrality determination (see
968 \cite{maxime} for details) the centrality selection of the measurement
969 with SPD, VZERO, and FMD is limited to $30\%$ central collisions. The
970 centrality bins considered are thus $0-5\%$, $5-10\%$, $10-20\%$, and
971 $20-30\%$. 
972
973 The selected vertices with full pseudorapidity coverage for FMD in
974 this analysis are $\cm{112.5}$, $\cm{150}$, $\cm{187.5}$, $\cm{225}$,
975 $\cm{262.5}$, $\cm{300}$. For vertices $v_z > \cm{300}$ and $v_z <
976 \cm{112.5}$ a cut is imposed in pseudorapidity to only accept data
977 with $|\eta| > 4$ to avoid regions in ALICE known to have issues with
978 the material budget description.
979
980 \subsection{Analysis Performance}
981 This section includes some plots to assess the validity of the
982 analysis. This includes comparisons between the measurements used
983 (SPD, VZERO, and FMD) and
984 $\dndphi$ from the FMD. 
985
986 Figure \ref{coverage} shows the pseudorapidity coverage of the FMD when using FMD1
987 and FMD2I as a function of vertex with displaced vertices. 
988 \begin{figure}[hbp]
989   \centering
990   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{coverage}
991   \caption{Pseudorapidity coverage of the FMD as a function of vertex
992     with displaced vertices.}
993   \label{coverage}
994 \end{figure} 
995
996 Figure \ref{spdfmdvzero} shows the results of the measurements of the
997 SPD, VZERO, and FMD. It is
998 seen that there is good
999 agreement between the three different measurements albeit residual
1000 differences of up to $6 \%$ remain.
1001 \begin{figure}[hbp]
1002    \centering
1003   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{spdfmdvzero}
1004   \caption{$\dndeta$ measured with nominal vertices with the SPD and
1005     displaced vertices with VZERO and FMD. It is seen that there is
1006     good agreement between the measurements.}
1007   \label{spdfmdvzero}
1008 \end{figure} 
1009
1010 Figure \ref{ratiofmdvzero} shows the ratios of the measurements of FMD and
1011 VZERO to the combined measurement and to the SPD measurement. It is
1012 seen that the residual differences are small and there is good
1013 agreement between the three different measurements.
1014 \begin{figure}
1015   \centering
1016   \begin{minipage}{0.5\linewidth}
1017   \centering
1018   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{ratiofmdvzero}
1019   \end{minipage}%
1020   \begin{minipage}{0.5\linewidth}
1021   \centering
1022   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{ratiospdfmdvzero}
1023 \end{minipage}%
1024   \caption{Left: Ratio of FMD and VZERO measurements to the combined
1025     $\dndeta$ measured with SPD, VZERO and FMD. Right: Ratios of FMD
1026     and VZERO measurement to SPD measurement in regions of
1027     overlap. It is worth pointing out that the residual differences
1028     can come from the fact that the VZERO analysis uses SPD for
1029     absolute calibration while the FMD analysis does not. This means that the
1030     centrality determination for displaced vertices will affect the
1031     FMD analysis the most because the VZERO analysis has an additional
1032   constraint from the SPD analysis that uses the ZDCvsZEM centrality
1033   at midrapidity where it can be crosschecked with other means of
1034   centrality determination. Such a crosscheck is not possible elsewhere.}
1035   \label{ratiofmdvzero}
1036 \end{figure} 
1037
1038 Since $\dndeta$ is an average taken over $\varphi$ it is instructive to
1039 consider $\dndphi$ to check that these distributions are flat as they
1040 should be. Figure \ref{dndphi_pos} shows examples of the $\dndphi$
1041 distributions for FMD1. Figure \ref{dndphi_neg} shows examples from
1042 FMD2 (inner ring). The two low points at $\varphi \sim 5.5$ in
1043 Figure \ref{dndphi_neg} are
1044 understood as coming from two dying chips in FMD2I. They are considered dead
1045 in the final analysis and corrected for. It is seen that the trends
1046 are quite flat within $\sim 5\%$
1047 as expected. The same trend is observed for all the distributions. 
1048 \begin{figure}
1049   \centering
1050   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{dNdphi040612}
1051   \caption{Examples of $\dndphi$ from FMD1 (positive
1052     pseudorapidities). The distributions are essentially flat.}
1053   \label{dndphi_pos}
1054 \end{figure} 
1055 \begin{figure}
1056   \centering
1057   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{dNdphi_neg_040612}
1058   \caption{Examples of $\dndphi$ from FMD2I (negative
1059     pseudorapidities). The two low points at $\varphi \sim 5.5$ are
1060     understood as the result of two dying chips in FMD2I. They are considered dead
1061     in the final analysis and corrected for accordingly. Apart from
1062     these points, the distributions are essentially flat.}
1063   \label{dndphi_neg}
1064 \end{figure} 
1065 Figure \ref{pervertex} shows the analysis performed for each
1066 vertex. The material budget effects for vertices $<\cm{112.5}$ are
1067 clearly seen. 
1068 \begin{figure}
1069   %\centering
1070   
1071   %\begin{minipage}{\linewidth}
1072   %\begin{minipage}{\columnwidth}
1073   \centering
1074   \includegraphics[keepaspectratio,width=0.8\textwidth]{dNdeta_per_vertex160612_negfield}
1075   %\end{minipage}%
1076   % \begin{minipage}{\linewidth}
1077   %\begin{minipage}{\columnwidth}
1078   \centering
1079   \includegraphics[keepaspectratio,width=0.8\textwidth]{dNdeta_per_vertex160612_posfield}
1080 %\end{minipage}%
1081 \caption{Top: Analysis per vertex for negative field data. Bottom:
1082   Analysis per vertex for positive field data. In the two plots the
1083   vertices where the full coverage is used are shown in blue. For the
1084   red and green points there a cut is applied for the pseudorapidity
1085   so that only points with $|\eta|>4$ are used in the analysis.}
1086 \label{pervertex}
1087 \end{figure} 
1088 Figure \ref{leftright} shows the ratio of the postive and negative pseudorapidities for the FMD. It is seen that there are discrepancies of up to $\sim 5 \%$. 
1089 \begin{figure}
1090   \centering
1091   \includegraphics[keepaspectratio,width=0.7\textwidth]{disp_dndeta_ratios_leftright}
1092   \caption{Ratios of the positive and negative pseudorapidities for the FMD (ratio is negative over positive). The grey band indicates the combined systematic error for FMD1I and FMD2I assuming excluding all contributions from event selection and material budget (i.e. the minimum systematic error between FMD1I and FMD2I).}  \label{leftright}
1093 \end{figure} 
1094
1095 \subsection{Results}
1096 This section summarizes the final results of the analysis and includes
1097 the figures for approval.
1098
1099 Figure \ref{combineddndeta} shows the combined $\dndeta$ from SPD,
1100 VZERO, and FMD in the full pseudorapidity range of $-5<\eta<5.5$.
1101 \begin{figure}
1102   \centering
1103   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{combineddndeta}
1104   \caption{Request for ALICE preliminary: Combined $\dndeta$ measured with SPD, VZERO and FMD. The
1105     VZERO and FMD measurements are made with displaced vertices and
1106     the SPD measurement is made at the nominal vertex. The fits are
1107     fits to a function $f(\eta) = A\exp (\frac{\eta -a_1}{2 a_2^2}) -
1108     B\exp (\frac{\eta -b_1}{2 b_{2}^2})$ i.e. a Gaussian centered on
1109     $ \eta = 0$ subtracted from a similar Gaussian.}
1110   \label{combineddndeta}
1111 \end{figure} 
1112
1113 Figure \ref{dndetaoverNpart} shows $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ based on
1114 figure \ref{combineddndeta} and data taken from \cite{Aamodt:2010cz}.
1115 \begin{figure}
1116   \centering
1117   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{dndetaoverNpart}
1118   \caption{Request for ALICE preliminary: The $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ measured with SPD, VZERO and FMD. The
1119     VZERO and FMD measurements are made with displaced vertices and
1120     the SPD measurement is made at the nominal vertex. The values of
1121     $N_{part}$ and the measurement at $-0.5<\eta<0.5$ taken from \cite{Aamodt:2010cz}.}
1122   \label{dndetaoverNpart}
1123 \end{figure} 
1124 Using figure \ref{dndetaoverNpart}, figure \ref{RatiodndetaoverNpart}
1125 is constructed. It shows the ratios of $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ in the
1126 following $\eta$ bins:
1127 $0.5<\eta<1.5$, $1.5<\eta<2.5$, $2.5<\eta<3.5$, $3.5<\eta<4.5$, and
1128 $4.5<\eta<5.5$ to the published $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ at $-0.5<\eta<0.5$. These
1129 ratios are found to be flat for all pseudorapidity intervals.
1130 \begin{figure}
1131   \centering
1132   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{RatiodndetaoverNpart}
1133   \caption{Request for ALICE preliminary: Ratios of $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ at
1134     $0.5<\eta<1.5$, $1.5<\eta<2.5$, $2.5<\eta<3.5$, $3.5<\eta<4.5$, and
1135     $4.5<\eta<5.5$ to the published $dN/d\eta/(N_{part}/2)$ at $-0.5<\eta<0.5$. The ratios are found to be flat for all the pseudorapidity intervals.}
1136   \label{RatiodndetaoverNpart}
1137 \end{figure} 
1138 With the analysis presented in figure \ref{combineddndeta} it is also
1139 possible to study longitudinal scaling from LHC to RHIC
1140 energies. Figure \ref{longscaling} shows $\dndeta$ as a function of
1141 $y'=\eta-y_{beam}$ from Figure \ref{combineddndeta} and results from
1142 the BRAHMS\cite{Bearden:2001qq} and PHOBOS\cite{Alver:2010ck}
1143 experiments at RHIC. From the figure it is seen
1144 that with the wide coverage of the SPD, VZERO, and FMD measurement it
1145 is indeed likely that longitudinal scaling exist from RHIC to LHC
1146 energies.
1147 \begin{figure}
1148   \centering
1149   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{longscaling}
1150   \caption{Request for ALICE preliminary: Study of Longitudinal
1151     scaling. $\dndeta$ as a function of
1152 $y'=\eta-y_{beam}$ from Figure \ref{combineddndeta} and the BRAHMS\cite{Bearden:2001qq} and
1153     PHOBOS\cite{Alver:2010ck} experiments at RHIC. The fits are the function
1154 from figure \ref{combineddndeta} and a straight line ending in
1155 $\eta=y_{beam}$. From the figure it seems likely that 
1156 longitudinal scaling exists from RHIC to LHC energies.}
1157   \label{longscaling}
1158 \end{figure} 
1159 Finally the total number of produced charged particles,
1160 $N_{ch}=\int^{y_{beam}}_{-y_{beam}}\dndeta d\eta$, has
1161 been calculated from the fits in Figure \ref{combineddndeta}. The
1162 obtained values of $N_{ch}$ versus $N_{part}$ are shown in figure
1163 \ref{totalNch}. The systematic errors on $N_{ch}$ have been assessed
1164 by the procedure of varying fit functions discussed in \cite{maxime}.
1165 \begin{figure}
1166   \centering
1167   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{totalNch}
1168   \caption{Request for ALICE preliminary: Total number of charged
1169     particles, $N_{ch}=\int^{y_{beam}}_{-y_{beam}}\dndeta d\eta$,
1170     obtained from the fitted function in figure
1171     \ref{combineddndeta}. The systematic errors on this plot were
1172     assessed by variation of the fit function as described in \cite{maxime}.}
1173   \label{totalNch}
1174 \end{figure} 
1175 \subsection{Comparison to old Preliminary}
1176 At QM 2011 figures were approved for preliminary status and
1177 shown. Roughly six months later it was found that the execution of the
1178 FMD analysis had a flaw\footnote{A boolean variable was wrong in a
1179   configuration macro for FMD.} which caused the results to be lower than what they
1180 should be. The top panel of Figure \ref{prelimcomparison} shows a
1181 comparison between the distribution in Figure \ref{combineddndeta} and
1182 the preliminary (ALI-PREL-2536) shown at QM 2011. The top panel shows the same
1183 comparison with the proper FMD distribution instead of the incorrect
1184 one. It is clear that the agreement observed between VZERO, SPD,
1185 and FMD at QM 2011 does not hold with the FMD analysis run properly
1186 for nominal vertices. 
1187 \begin{figure}
1188   \centering
1189   \begin{minipage}{0.5\linewidth}
1190   \centering
1191   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{prelim_wrong150612}
1192   \end{minipage}%
1193   \begin{minipage}{0.5\linewidth}
1194   \centering
1195   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{prelim_right150612}
1196 \end{minipage}%
1197   \caption{Left: Comparison of new combined $\dndeta$ to the data
1198     shown at QM 2011. Right: The same comparison with the properly run
1199   FMD analysis at nominal vertices (`FMD Hits'). The difference is
1200   clearly seen around $|\eta| \sim 2$.}
1201   \label{prelimcomparison}
1202 \end{figure} 
1203
1204 \subsection{Summary of Systematic Errors}
1205 Table \ref{combinedsyst} shows the various sources of systematic
1206 errors for the combined measurement of VZERO, SPD, and FMD collected
1207 from Table \ref{fmdsysterror}, \cite{maxime}, and
1208 \cite{ruben,Aamodt:2010cz}. The `common' section of the table refers to
1209 source of systematic errors identified as common in the different
1210 measurements. These errors were evaluated for the displaced vertices
1211 analysis in the following way:
1212 \begin{itemize}
1213 \item Centrality errors come from variation in the parameters used in
1214   the scaling of the ZEM signal (see \cite{maxime}).
1215 \item Material budget errors were estimated by analyzing a simulation
1216   and adding a weight of $0.9$ or $1.1$ to all physical processes except decays for all
1217   secondary particles. This approach was used in the absence of
1218   suitable ALICE simulation productions. 
1219 \item $p_T$ weights were developed to assess the effect of the
1220   difference in $p_T$ spectra measured by ALICE and in the HIJING
1221   generator. 
1222 \end{itemize}
1223 \begin{table} 
1224 \centering
1225 \begin{tabular}{|c|c|}
1226 \hline
1227 Source of Error & Magnitude   \\
1228 \hline
1229 Common   &   \\
1230 \hline
1231 Centrality  & 1-4\%    \\
1232 \hline
1233 $p_T$ weights (FMD+VZERO)  & 2\%   \\
1234 \hline
1235 %Strangeness Enhancement  & 1\%    \\
1236 %\hline
1237 Material budget(FMD+VZERO)  & 4\%    \\
1238 \hline
1239 Generator  & 2\%    \\
1240 \hline
1241 SPD   &   \\
1242 \hline
1243 Background Subtraction & 0.1\%-2\%    \\
1244 \hline
1245 Particle Mix & 1\%   \\
1246 \hline
1247 Weak Decays & 1 \%   \\
1248 \hline
1249 Extrapolation to zero $p$ & 2\%    \\
1250 \hline
1251 VZERO &   \\
1252 \hline
1253 Fluctuation between rings & 3\%   \\
1254 \hline
1255 Normalization & 3\%-4\%   \\
1256 \hline
1257 FMD  &  \\
1258 \hline
1259 Variation of Cuts    &  2\%  \\
1260 \hline
1261 Calculation of Multiplicity    &  3\%  \\
1262 \hline
1263 \end{tabular}
1264 \caption[Combined Systematic Errors]{The table summarizes the
1265   systematic errors in the SPD\cite{ruben,Aamodt:2010cz}, VZERO\cite{maxime}, and FMD\cite{hhd:2009}.} \label{combinedsyst} 
1266 \end{table}
1267 The errors are obtained using variation of the quantities studied in
1268 MC simulations. In particular the studies of the dependence on the
1269 material budget are carried out with special MC simulations where the
1270 material density of ALICE is increased. 
1271 \subsection{Technical Details}
1272 Here, the technical aspects of the analysis are described. The SPD
1273 analysis was done on run 137366, reconstruction pass 2 while the FMD
1274 and VZERO analysis were carried
1275 out on a total of 126 runs (46 with negative field and 80 with
1276 positive field) to obtain the necessary statistics for the displaced
1277 vertices. These runs were selected to be of good quality for VZERO, SPD, FMD, and
1278 ZDC. These data were also from pass 2 reconstruction.
1279
1280 The AliRoot version for SPD is: \textbf{v5-03-24-AN}, for VZERO: \textbf{v5-03-28-AN}, and
1281 for FMD: \textbf{v5-03-26-AN}. 
1282
1283 For the analysis of the displaced vertices presented here the production LHC12c2 was used (the simulation was done with an anchor run for each field polarity). This production includes the latest version (as of July 2012) of the ALICE geometry and alignment.
1284
1285 There is a twiki page for the paper using this analysis:
1286 \url{https://twiki.cern.ch/twiki/bin/viewauth/ALICE/PWGLFGeoPbPbdNdeta}. 
1287 \clearpage
1288 %% \currentpdfbookmark{Appendices}{Appendices}
1289 \appendix 
1290 \section{Nomenclature} 
1291 \label{app:nomen}
1292
1293 \begin{table}[hbp]
1294   \centering
1295   \begin{tabular}[t]{|lp{.8\textwidth}|}
1296     \hline 
1297     \textbf{Symbol}&\textbf{Description}\\
1298     \hline 
1299     \INEL & In--elastic event\\ 
1300     \INELONE & In--elastic event with at least one tracklet in the
1301     \SPD{} in the region $-1\le\eta\le1$\\ 
1302     \NSD{} & Non--single--diffractive event.  Single diffractive
1303     events are events where one of the incident collision systems
1304     (proton or nucleus) is excited and radiates particles, but there
1305     is no other processes taking place\\ 
1306     \hline
1307     $\NT{}$ & Number of events with a valid trigger\\
1308     $\NV{}$ & Number of events with a valid trigger \emph{and} a valid
1309     vertex.\\  
1310     $\NA{}$ & Number of events with a valid trigger
1311     \emph{and} a valid vertex \emph{within} the selected vertex range.\\ 
1312     $\N{a,c,ac,e}{}$ & Number of events with background triggers $A$,
1313     $B$, $AC$, or $E$, \emph{and} a valid off-line trigger of the
1314     considered type.   Background triggers are typically flagged with
1315     the trigger words \texttt{CINT1-A},  \texttt{CINT1-C},
1316     \texttt{CINT1-AC}, \texttt{CINT1-E}, or similar.\\
1317     \hline
1318     $\mult{}$ & Charged particle multiplicity\\ 
1319     $\mult[,\text{primary}]$ & Primary charged particle multiplicity
1320     as given by simulations\\ 
1321     $\mult[,\text{\FMD{}}]$ & Number of charged particles that hit the
1322     \FMD{} as given by simulations\\ 
1323     $\mult[,t]$ & Number of charged particles in an \FMD{} strip as
1324     given by evaluating the energy response functions $F$\\ 
1325     \hline
1326     $F$ & Energy response function (see \eqref{eq:energy_response})\\
1327     $\Delta_{mp}$ & Most probably energy loss\\ 
1328     $\xi$ & `Width' parameter of a Landau distribution\\
1329     $\sigma$ & Variance of a Gaussian distribution\\ 
1330     $a_i$ & Relative weight of the $i$--fold MIP peak in the energy
1331     loss spectra.\\ 
1332     \hline
1333     $\Corners{}$ & Azimuthal acceptance of strip $t$\\ 
1334     $\SecMap{}$ & Secondary particle correction factor in $\etaphi$
1335     for a given vertex bin $v$\\  
1336     $\DeadCh{}$ & Acceptance in $\etaphi$ for a given vertex bin $v$\\ 
1337     \hline
1338     $\dndetadphi[incl,r,v,i]$ & Inclusive (primary \emph{and}
1339     secondary) charge particle density in event $i$ with vertex $v$,
1340     for \FMD{} ring $r$.\\ 
1341     $\dndetadphi[r,v,i]$ & Primary charged particle
1342     density in event $i$ with vertex $v$ for \FMD{} ring $r$. \\
1343     $\dndetadphi[v,i]$ & Primary charged particle density in event $i$
1344     with vertex $v$\\  
1345     $I_{v,i}(\eta)$ & $\eta$ acceptance of event $i$ with vertex $v$\\ 
1346     $I(\eta)$ & Integrated $\eta$ acceptance over $\NA$ events.
1347     Note, that this has a value of $\NA$ for $(\eta)$ bins where we
1348     have full coverage\\ 
1349     \hline 
1350     $X_t$ & Value $X$ for strip number $t$ (0-511 for inner rings,
1351     0-255 for outer rings)\\ 
1352     $X_r$ & Value $X$ for ring $r$ (where rings are \FMD{1i},
1353     \FMD{2i}, \FMD{2o}, \FMD{3o}, and \FMD{3i} in decreasing $\eta$
1354     coverage).\\ 
1355     $X_v$ & Value $X$ for vertex bin $v$ (typically 10 bins from -10cm
1356     to +10cm)\\ 
1357     $X_i$ & Value $X$ for event $i$\\
1358     \hline
1359   \end{tabular}
1360   \caption{Nomenclature used in this document}
1361   \label{tab:nomenclature}
1362 \end{table}
1363 \clearpage
1364
1365
1366 \section{Second pass example code}
1367 \label{app:exa_pass2}
1368 \lstset{basicstyle=\small\ttfamily,% 
1369   keywordstyle=\color[rgb]{0.627,0.125,0.941}\bfseries,% 
1370   identifierstyle=\color[rgb]{0.133,0.545,0.133}\itshape,%
1371   commentstyle=\color[rgb]{0.698,0.133,0.133},%
1372   stringstyle=\color[rgb]{0.737,0.561,0.561},
1373   emph={TH2D,TH1D,TFile,TTree,AliAODForwardMult},emphstyle=\color{blue},%
1374   emph={[2]dndeta,sum,norm},emphstyle={[2]\bfseries\underbar},%
1375   emph={[3]file,tree,mult,nV,nBg,nA,nT,i,gSystem},emphstyle={[3]},%
1376   language=c++,%
1377 }
1378 \begin{lstlisting}[caption={Example 2\textsuperscript{nd} pass code to
1379     do $\dndeta$},label={lst:example},frame=single,captionpos=b]
1380 void Analyse(int mask=AliAODForwardMult::kInel,
1381              float vzLow=-10, float vzHigh=10, float trigEff=1)
1382
1383   gSystem->Load("libANALYSIS.so");      // Load analysis libraries
1384   gSystem->Load("libANALYSISalice.so"); // General ALICE stuff
1385   gSystem->Load("libPWGLFforward2.so");  // Forward analysis code
1386
1387   int                nT      = 0;              // # of ev. w/trigger
1388   int                nV      = 0;              // # of ev. w/trigger&vertex
1389   int                nA      = 0;              // # of accepted ev.
1390   int                nBg     = 0;              // # of background ev
1391   TH2D*              sum     = 0;              // Summed hist
1392   AliAODForwardMult* mult    = 0;              // AOD object
1393   TFile*             file    = TFile::Open("AliAODs.root","READ");
1394   TTree*             tree    = static_cast<TTree*>(file->Get("aodTree"));
1395   tree->SetBranchAddress("Forward", &forward); // Set the address
1396
1397   for (int i = 0; i < tree->GetEntries(); i++) { 
1398     // Read the i'th event 
1399     tree->GetEntry(i);
1400
1401     // Create sum histogram on first event - to match binning to input
1402     if (!sum) 
1403       sum = static_cast<TH2D*>(mult->GetHistogram()->Clone("d2ndetadphi"));
1404     
1405     // Calculate beta=A+C-E
1406     if (mult->IsTriggerBits(mask|AliAODForwardMult::kA))    nBg++;
1407     if (mult->IsTriggerBits(mask|AliAODForwardMult::kC))    nBg++;
1408     if (mult->IsTriggerBits(mask|AliAODForwardMult::kE))    nBg--;
1409
1410     // Other trigger/event requirements could be defined 
1411     if (!mult->IsTriggerBits(mask)) continue; 
1412     nT++;
1413
1414     // Check if we have vertex and select vertex range (in centimeters) 
1415     if (!mult->HasIpZ()) continue;
1416     nV++;
1417     
1418     if (!mult->InRange(vzLow, vzHigh) continue; 
1419     nA++;
1420
1421     // Add contribution from this event
1422     sum->Add(&(mult->GetHistogram()));
1423   }
1424
1425   // Get acceptance normalisation from underflow bins 
1426   TH1D* norm   = sum->ProjectionX("norm", 0, 0, "");
1427   // Project onto eta axis - _ignoring_underflow_bins_!
1428   TH1D* dndeta = sum->ProjectionX("dndeta", 1, -1, "e");
1429   // Normalize to the acceptance, and scale by the vertex efficiency 
1430   dndeta->Divide(norm);
1431   dndeta->Scale(trigEff * nT/nV / (1 - nBg/nT), "width");
1432   // And draw the result
1433   dndeta->Draw();
1434 }
1435 \end{lstlisting}
1436
1437 \section{$\Delta E$ fits} 
1438 \label{app:eloss_fits}
1439
1440 \begin{figure}[htbp]
1441   \centering
1442   \includegraphics[keepaspectratio,width=\textwidth]{eloss_fits}
1443   \caption{Summary of energy loss fits in each $\eta$ bin (see also
1444     \secref{sec:sub:sub:eloss_fits}).
1445     \newline
1446     On the left side: Top panel shows the
1447     reduced $\chi^2$, second from the top shows the found
1448     scaling constant, 3\textsuperscript{rd} from the top is
1449     the most probable energy loss $\Delta_{mp}$, 4\textsuperscript{th}
1450     shows the width parameter $\xi$ of the Landau, and the
1451     5\textsuperscript{th} is the Gaussian width $\sigma$.
1452     $\Delta_{mp}$, $\xi$, and $\sigma$ have units of $\Delta E/\Delta
1453     E_{mip}$. 
1454     \newline
1455     On the right: The top panel shows the maximum number of
1456     multi--particle signals that where fitted, and the 4 bottom panels
1457     shows the weights $a_2,a_3,a_4,$ and $a_5$ for 2, 3, 4, and 5
1458     particle responses.}
1459   \label{fig:eloss_fits}
1460 \end{figure}
1461
1462 \clearpage
1463 \currentpdfbookmark{References}{References}
1464 \begin{thebibliography}{99}
1465 \bibitem{FWD:2004mz} \ALICE{} Collaboration, Bearden, I.~G.\ \textit{et al}
1466   \textit{ALICE technical design report on forward detectors: FMD, T0
1467     and V0}, \CERN{}, 2004, CERN-LHCC-2004-025
1468 \bibitem{cholm:2009} Christensen, C.~H., \textit{The ALICE Forward
1469     Multiplicity Detector --- From Design to Installation},
1470   Ph.D.~thesis, University of Copenhagen, 2009,
1471   \url{http://www.nbi.dk/~cholm/}. 
1472 \bibitem{maxime} Guilbaud, M. \textit{et al}, \textit{Measurement of the charged-particle
1473 multiplicity density at forward rapidity
1474 with ALICE VZERO detector in central
1475 Pb-Pb collision at $\sqrt{s_{NN}}=\TeV{2.76}$},
1476   ALICE internal note, 2012,
1477   \url{https://aliceinfo.cern.ch/Notes/node/17/}. 
1478 \bibitem{nim:b1:16} 
1479 %% \bibitem{Hancock:1983ry}
1480   S.~Hancock, F.~James, J.~Movchet {\it et al.},
1481   ``Energy Loss Distributions For Single Particles And Several
1482   Particles In A Thin Silicon Absorber,'' Nucl.\ Instrum.\ Meth.\
1483   \textbf{B1} (1984)  16, \url{http://cdsweb.cern.ch/record/147286/files/cer-000058451.pdf}.
1484 \bibitem{phyrev:a28:615} 
1485 %% \bibitem{Hancock:1983fp}
1486   S.~Hancock, F.~James, J.~Movchet {\it et al.}, ``Energy Loss And
1487   Energy Straggling Of Protons And Pions In The Momentum Range
1488   0.7-gev/c To 115-gev/c,'' Phys.\ Rev.\ \textbf{A28} (1983) 615,
1489   \url{http://cdsweb.cern.ch/record/145395/files/PhysRevA.28.615.pdf}. 
1490 \bibitem{hhd:2009} Dalsgaard, H.~H., \textit{Pseudorapidity Densities in p+p and Pb+Pb collisions at
1491       LHC measured with the ALICE experiment},
1492   Ph.D.~thesis, University of Copenhagen, 2011,
1493   \url{http://www.nbi.dk/~canute/thesis.pdf}. 
1494 \bibitem{ruben} Shahoyan, R. \textit{Determination of $\dndeta$ in
1495     Pb-Pb collision at 2.76 A TeV with SPD tracklets}, ALICE internal
1496   note 2012, \url{https://aliceinfo.cern.ch/Notes/node/59/}.
1497 \bibitem{Aamodt:2010cz}
1498   K.~Aamodt {\it et al.}  [ALICE Collaboration],
1499   %``Centrality dependence of the charged-particle multiplicity
1500   %density at mid-rapidity in Pb-Pb collisions at sqrt(sNN) = 2.76
1501   %TeV,''
1502   Phys.\ Rev.\ Lett.\  {\bf 106} (2011) 032301
1503   [arXiv:1012.1657 [nucl-ex]].
1504   %%CITATION = ARXIV:1012.1657;%%
1505 \bibitem{Bearden:2001qq}
1506   I.~G.~Bearden {\it et al.}  [BRAHMS Collaboration],
1507   %``Pseudorapidity distributions of charged particles from Au+Au
1508   %collisions at the maximum RHIC energy,''
1509   Phys.\ Rev.\ Lett.\  {\bf 88} (2002) 202301
1510   [nucl-ex/0112001].
1511   %%CITATION = NUCL-EX/0112001;%%
1512 \bibitem{Alver:2010ck}
1513   B.~Alver {\it et al.}  [PHOBOS Collaboration],
1514   %``Phobos results on charged particle multiplicity and pseudorapidity distributions in Au+Au, Cu+Cu, d+Au, and p+p collisions at ultra-relativistic energies,''
1515   Phys.\ Rev.\ C {\bf 83} (2011) 024913
1516   [arXiv:1011.1940 [nucl-ex]].
1517   %%CITATION = ARXIV:1011.1940;%%
1518 \end{thebibliography}
1519 \end{document}
1520
1521 % Local Variables:
1522 %   ispell-local-dictionary: "british"
1523 %   TeX-PDF-mode: t
1524 % End:
1525 %
1526 % LocalWords:  tracklet diffractive IsTriggerBits AliAODForwardMult ProjectionX