范德梅尔扫描亮度测量与束流-束流修正

大型强子对撞机（LHC）上校准亮度的主要方法是范德梅尔扫描，即束流彼此横向扫过。这一精妙方法发明于1968年。尽管年代久远，它仍是强子对撞机上首选的工具。它提供最低的校准系统误差，而在LHC实验中这仍常主导总体亮度不确定度。本文讨论了该方法的诸多细节。限制质子-质子范德梅尔扫描精度的主要因素之一是束流-束流电磁相互作用。它改变了碰撞束团的形状并给测得亮度带来偏差。在运行初期，四个主要LHC实验因其复杂性而未尝试修正该偏差。2012年提出一种修正方法，随后被所有实验采用。然而，它基于束流-束流力的简化线性近似，因此精度有限。本文给出一种新的模拟，其考虑了精确的非线性力。依束流参数不同，新、旧方法结果相差$\sim1\%$。这需传导至2012年后所有LHC截面测量。该新模拟将在未来LHC亮度校准中使用。