ALICE is an LHC experiment devoted to the study of strongly interacting matter in proton-proton, proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions at ultra-relativistic energies. The ALICE VZERO system, made of two scintillator arrays at asymmetric positions, one on each side of the interaction point, plays a central role in ALICE. In addition to its core function as a trigger source, the VZERO system is used to monitor LHC beam conditions, to reject beam-induced backgrounds and to measure basic physics quantities such as luminosity, particle multiplicity, centrality and event plane direction in nucleus-nucleus collisions. After describing the VZERO system, this publication presents its performance over more than four years of operation at the LHC.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is studying the physics of strongly interacting matter, and in particular the properties of the Quark–Gluon Plasma (QGP), using proton–proton, proton–nucleus and nucleus–nucleus collisions at the CERN LHC (Large Hadron Collider). The ALICE Collaboration is preparing a major upgrade of the experimental apparatus, planned for installation in the second long LHC shutdown in the years 2018–2019. A key element of the ALICE upgrade is the construction of a new, ultra-light, high-resolution Inner Tracking System (ITS) based on monolithic CMOS pixel detectors. The primary focus of the ITS upgrade is on improving the performance for detection of heavy-flavour hadrons, and of thermal photons and low-mass di-electrons emitted by the QGP. With respect to the current detector, the new Inner Tracking System will significantly enhance the determination of the distance of closest approach to the primary vertex, the tracking efficiency at low transverse momenta, and the read-out rate capabilities. This will be obtained by seven concentric detector layers based on a 50 μm thick CMOS pixel sensor with a pixel pitch of about 30×30 μm2. This document, submitted to the LHCC (LHC experiments Committee) in September 2013, presents the design goals, a summary of the R&D activities, with focus on the technical implementation of the main detector components, and the projected detector and physics performance.

The ALICE measurement of K(S)(0) and Λ production at midrapidity in Pb-Pb collisions at √(s(NN))=2.76 TeV is presented. The transverse momentum (p(T)) spectra are shown for several collision centrality intervals and in the p(T) range from 0.4 GeV/c (0.6 GeV/c for Λ) to 12 GeV/c. The p(T) dependence of the Λ/K(S)(0) ratios exhibits maxima in the vicinity of 3 GeV/c, and the positions of the maxima shift towards higher p(T) with increasing collision centrality. The magnitude of these maxima increases by almost a factor of three between most peripheral and most central Pb-Pb collisions. This baryon excess at intermediate p(T) is not observed in pp interactions at √s=0.9 TeV and at √s=7 TeV. Qualitatively, the baryon enhancement in heavy-ion collisions is expected from radial flow. However, the measured p(T) spectra above 2 GeV/c progressively decouple from hydrodynamical-model calculations. For higher values of p(T), models that incorporate the influence of the medium on the fragmentation and hadronization processes describe qualitatively the p(T) dependence of the Λ/K(S)(0) ratio.

Angular correlations between unidentified charged trigger particles and various species of charged associated particles (unidentified particles, pions, kaons, protons and antiprotons) are measured by the ALICE detector in p-Pb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of 5.02 TeV in the transverse-momentum range $0.3 < p_{\rm T} < 4$ GeV/$c$. The correlations expressed as associated yield per trigger particle are obtained in the pseudorapidity range $|\eta_{\rm lab}|<0.8$. Fourier coefficients are extracted from the long-range correlations projected onto the azimuthal angle difference and studied as a function of $p_{\rm T}$ and in intervals of event multiplicity. In high-multiplicity events, the second-order coefficient for protons, $v_2^p$, is observed to be smaller than that for pions, $v_2^\pi$, up to about $p_{\rm T} = 2$ GeV/$c$. To reduce correlations due to jets, the per-trigger yield measured in low-multiplicity events is subtracted from that in high-multiplicity events. A two-ridge structure is obtained for all particle species. The Fourier decomposition of this structure shows that the second-order coefficients for pions and kaons are similar. The $v_2^p$ is found to be smaller at low $p_{\rm T}$ and larger at higher $p_{\rm T}$ than $v_2^pi$, with a crossing occurring at about 2 GeV. This is qualitatively similar to the elliptic-flow pattern observed in heavy-ion collisions. A mass ordering effect at low transverse momenta is consistent with expectations from hydrodynamic model calculations assuming a collectively expanding system.