Searching for Narrow Graviton Resonances with the ATLAS Detector at the Large Hadron Collider
在最近几个包含额外空间维度的理论模型中,存在着大量引力子态的光谱。在一些这样的模型中,引力子状态在质量上分离得很好,并且可以在对撞机实验中检测到共振。在大型强子对撞机的ATLAS探测器,以确定这样的状态和测量其属性的能力被认为是在共振的情况下,窄的实验分辨率相比。导出了探测衰变模式G->e+e-的发现限。轻子对的角分布被用来确定中间态的自旋。在一个特定的模型中,共振可以检测到高达2080 GeV的引力子共振质量,而角分布有利于自旋2假设超过自旋1假设,共振质量高达1720 GeV,置信度为90%。
2000-08-17 hep-ex hep-ph
Higgs Decay into Gravitons: Trees and Loops
希格斯粒子衰变为两个引力子的过程,我们以前用爱因斯坦场方程中的玻恩项计算过。随后,其他人通过单圈图计算了相同的衰变,但省略了玻恩项。在这里,所有的图表,直到一个循环进行了讨论,它表明,玻恩项是压倒性的优势,与我们原来的结果一致。
2000-04-25 hep-ph
KK graviton resonance and cascade decays in warped gravity
我们考虑Kaluza-Klein(KK)引力子及其在光radion(额外维度的模)存在下的衰变,由于弯曲引力的经典标度不变性,它自然地出现在光中。由于KK引力子和放射子之间的额外维度存在相当大的波函数重叠,KK引力子可以很大程度上衰变为一对放射子,每个放射子衰变为一对准直光子或光子喷流。本文着重讨论了KK引力子抑制了与希格斯玻色子玻色子和费米子的耦合的情况,并讨论了光子喷注相关的参数空间中的光辐射子的边界。此外,我们追求的可能性区分的情况下,直接光子的贡献,在LHC运行2的光子的角分布。本文还讨论了KK引力子和镭子作为暗物质相互作用介质的作用、膜动力学项的扩展和全息复合Higgs模型。
2017-10-08 hep-ph
Quarkonium decay into photon plus graviton: a golden channel to discriminate General Relativity from Massive Gravity?
随着引力波的发现,量子引力子在地面加速器实验中的探测前景如何引起人们的好奇。我们仔细研究了“黄金”通道,$J/ψ(Υ)\toγ+\text{graviton}$,这可以在\textsf{BESIII}和\textsf{Belle 2}实验,通过寻找单光子加上丢失的能量事件。在广义相对论(GR)和非相对论QCD(NRQCD)的有效场论(EFT)框架内,我们能够对相应的衰变率作出可靠的预言。结果发现,这些极端抑制的衰变完全淹没了标准模型的背景事件$J/ψ(Υ)\to γ+ν\barν$。同时,我们也在大质量引力的背景下研究了这些罕见的衰变过程,发现在引力子质量消失的极限下,它们的衰变率与在GR中的衰变率有很大的不同。尽管GR结果的平滑恢复看起来可能是违反直觉的,但我们的发现让人想起了经典引力中广为人知的van Dam-Veltman-Zakharov(vDVZ)不连续性,这可以追溯到无质量极限中螺旋度为零的引力子的有限贡献。然而,在这个阶段,我们不能确定在这项工作中遇到的不连续性的命运,无论它是否仅仅是一种病理。如果它能被赋予一些物理意义,那么未来对这些罕见衰变通道的观测,原则上将对引力的本质提供重要的启示,无论引力子是严格无质量的,还是具有非常小但非零的质量。
2017-11-24 gr-qc hep-ex hep-ph
Search for Kaluza-Klein gravitons in extra dimension models via forward detectors at the LHC
我们研究了额外维模型中Kaluza-Klein(KK)引力子对过程$pp \to pγp \to pγj X$的贡献,在该过程中,质子发射出准实光子,并被计划在LHC上使用的非常向前的探测器探测到。除了标准模型中的康普顿散射中的$γq$初始状态外,$γg$散射还通过KK引力子的$t$通道交换做出贡献。考虑到堆积对背景的贡献,并检查可行的运动学切割,研究了ADD(Arkani-Hamed,Dimopoulos和Dvali)模型和RS(Randall和Sundrum)模型的参数空间约束。在质心能量为14 TeV的200 fb $^{-1}$数据下,ADD模型的截止尺度的预期下限为6.3 TeV,置信水平为95%,而RS模型的第一激发引力子的质量下限为2.0(0.5)TeV,耦合参数为$k/\overline{M}_{\rm Pl}=0.1$(0.01)。
2015-06-11 hep-ex hep-ph
Observing Dark Matter Decays to Gravitons via Graviton-Photon Conversion
该研究提出暗物质衰变产生的引力子可在宇宙纤维结构的大尺度磁场中转化为光子,利用Fermi-LAT的河外伽马射线背景数据首次约束了0.1GeV-10^8GeV质量范围暗物质的寿命,并预测先进粒子天体物理望远镜可将灵敏度提升一个数量级。
2025-03-24 astro-ph.CO hep-ph
Searching for the Kaluza-Klein Graviton in Bulk RS Models
研究得最好的RS 1模型版本将所有标准模型粒子限制在TeV膜中。然而,最近的变体有标准模型费米子和规范玻色子位于大块的五维时空中。我们研究的潜在影响的大型强子对撞机在寻找最轻的KK合作伙伴的引力子在最有前途的这样的模型,其中右手顶部是本地化非常接近TeV膜和光费米子的普朗克膜附近本地化。我们认为检测和建立自旋2的共振性质,如果它被发现。
2007-12-04 hep-ex hep-ph hep-th
Bulk Physics at a Graviton Factory
5-d Randall-Sundrum(RS)等级模型的一般预测是出现自旋为2的Kaluza Klein(KK)引力子,具有弱标度质量和耦合。RS模型的最低阶有效理论是由5维爱因斯坦引力给出的,它唯一地固定了引力子的自相互作用。我们证明,大量的光KK共振可以产生在未来的轻子对撞机为基础的“引力子工厂”。测量这些KK引力子的自相互作用将探测5-d爱因斯坦引力图像的准确性,此外,还可以获得关于尚未测试的4-d引力子自耦合的间接信息。引力子的自相互作用可以通过测量重态到轻态的衰变来研究。使用AdS/CFT图片,这些可以被解释为较重的共振到较轻的衰减,在强耦合的4-D CFT。我们表明,这些衰变有足够的速度在未来的对撞机进行研究,他们也是,在原则上,敏感的高阶导数算子,如高斯-邦纳长期。在广义RS模型中,非普适的5维费米子质量,FCNC的将被诱导。我们表明,精确测量的罕见的衰减的KK引力子/规范状态到味非对角的最终状态在引力子工厂可以用来映射的5-D费米子质量矩阵。
2001-05-03 hep-ex hep-ph hep-th
Quantum decay of scalar and vector boson stars and oscillons into gravitons
本文指出振荡子和玻色子星因引力相互作用必然衰变为引力子,从而为其寿命设定严格上限,并计算了引力子背景谱。
2023-06-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Z boson decay to photon plus Kaluza-Klein graviton in large extra dimensions
在大的额外维ADD场景中,Z玻色子经历一个单圈衰变成为光子和卡鲁扎-克莱因塔的引力子/引力标量。我们计算这样的衰减宽度,扩展以前的论点的一般形式的四维壳振幅。计算出的振幅与其他额外维度模型中的过程有关,其中标准模型场被限制在4-膜上。
2008-01-18 hep-ph
Implications of LHC Searches for Massive Graviton
利用LHC的最新结果,我们考虑了大质量引力子的一般约束。双喷气和双轻子共振搜索。对参数空间的限制可以应用于许多模型。作为一个例子,我们展示了Randall-Sundrum(RS)模型的约束条件。对大质量引力子和耦合强度的意义进行了讨论。对于$k/M_{pl}=0.1$,在95%置信水平下排除$M_G<2.2$ TeV区域。我们还提出了一些有趣的影响RS radion在LHC的125 GeV过剩。对于$k/M_{pl}=0.1$,不包括$Λ_ϕ<13.8$ TeV,其中$Λ_ϕ$是表征放射性相互作用强度的标度。
2012-07-31 hep-ph
Sensitivity forecasts for gravitational-wave detectors to dark matter decaying into gravitons
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学)
本文基于暗物质衰变产生引力波背景的理论,预测当前及未来引力波探测器对这类信号的灵敏度。
2026-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Decays of Secluded Scalars and Graviton Dark Radiation
Tohoku University(东北大学);KEK(高能加速器研究机构);University of Tokyo(东京大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
研究孤立标量场通过引力衰变产生暗辐射,分析其对宇宙热历史的影响,并预测引力波谱。
2026-08-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scalar field couplings to quadratic curvature and decay into gravitons
任何场,即使它存在于一个完全隐藏的扇区中,至少通过引力相互作用与可见扇区相互作用。在本文中,我们证明了这样一个隐藏扇区中的一个标量场一般通过五维算子耦合到二次曲率,即,$ϕR^2$,$ϕR^{μν} R_{μν}$,$ϕR_{μνρσ} R^{μνρσ}$,$ϕR_{μνρσ} \tilde R^{μνρσ}$,因为如果存在比它重的粒子,它们就能出现。这种耦合是现象学的兴趣,因为他们中的一些诱导标量衰变到引力子对。我们指出,标量场的衰变可以产生大量的高频随机宇宙引力子背景,因为这些算符的抑制标度是由重粒子的质量而不是普朗克标度给出的。计算了几种具体模型中的引力子谱。
2022-04-21 hep-ph hep-th
Gravitational waves from graviton bremsstrahlung in scalar leptoquark decays
School of Physics, Sun Yat-Sen University(中山大学物理学院)
研究标量轻夸克衰变中引力子轫致辐射产生的随机引力波背景,以SU(5)大统一理论为例,通过求解玻尔兹曼方程计算引力波谱,发现高频谐振腔探测器有望探测到该信号。
2026-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Near Threshold Kaluza-Klein Graviton Decays and the Dark Dimension
Center for Theoretical Physics – a Leinweber Institute, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院莱因韦伯理论物理中心)
该研究指出近阈值KK引力子衰变为纯d波,速率与动量五次方成正比,排除了其作为暗物质候选,并利用产生的MeV伽马射线约束再加热温度,要求额外维度半径远小于距离猜想预期。
2026-10-02 hep-ph hep-th
Photon Cascade Decay of the Warped Graviton at LHC14 and a 100 TeV Hadron Collider
在扭曲的5D层次和风味模型中,引力子$G_1$的第一个卡鲁扎-克莱因(KK)态足够重,可以衰变成光子,它的第一个KK模式$γ_1$在壳层上:$G_1 \to γ_1 γ$。这个过程[相对于2体衰变到重标准模型(SM)终态($W/Z/t/H$)]的速率的体积抑制可以部分地被光子终态的简单性所补偿。我们考虑了具有典型O(1)分支分数的$γ_1 \to W^+W^-$,并重点研究了半轻子末态$W(\to jj) W(\to \ell, ν)$和$\ell=e,μ$ . SM背景起源于$2\to 3$部分子过程,与$G_1$的2体衰变相比,SM背景相对受到抑制。此外,为了进一步减少背景,我们可以在这个新通道中对$γ_1$施加不变的质量窗口切割(除了对$G_1$的质量窗口切割之外)。我们强调,这种“光子级联”衰变探测到不同的组合(体和膜)的相互作用的KK状态比衰变成两个重SM状态。因此,结合其他通道,级联衰减可以用于提取各个潜在的几何参数。在我们的通道中,$G_1$的$3σ$范围在高亮度(14 TeV)LHC上高达1.5 TeV,并且可以在未来的100 TeV强子对撞机上扩展到大约4 TeV。在此过程中,我们指出了一个新的特征,即由于KK引力子耦合随能量的增加而增加,KK引力子衰变产物的不变质量分布变得偏离Breit-Wigner形式。
2015-01-22 hep-ph
Decay of Graviton Condensates and their Generalizations in Arbitrary Dimensions
经典子是自约束的经典场组态,包括广义相对论中的黑洞。在量子理论中,它们被描述为许多软量子的凝聚。在这项工作中,他们的衰减特性进行了研究,在任意尺寸。我们发现,一般来说,其他经典子的衰变比纯引力子凝聚增强,即。黑洞。高维引力子凝聚的蒸发与霍金辐射相匹配,这完全是因为经典引力子图像捕捉到的非线性。虽然比黑洞更不稳定,但所有的自束缚凝聚在大质量的极限下都是稳定的。像黑洞一样,有效耦合总是与组分数量成反比,这表明这些系统处于量子相变的临界点。宇宙学,天文和对撞机物理学的后果进行了简要讨论。
2014-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Warped Gravitons at the LHC and Beyond
在标准模型(SM)场传播的弯曲额外维的框架下,研究了大型强子对撞机(LHC)上Kaluza-Klein(KK)引力子的产生和衰变。这样的方案可以提供解决方案的普朗克弱层次问题和味道之谜的SM。在这种情况下,通过$q \bar{q}$湮灭和衰变到常规光子和轻子通道的产生被高度抑制。然而,我们发现,引力子生产胶子融合,然后衰变到纵向$Z/W$可以是显着的矢量玻色子融合被发现是一个次主导的生产模式。特别是,“黄金”$ZZ$衰变模式提供了一个独特的4轻子信号,这可能导致在具有300 fb $^{-1}$的LHC(具有3 ab $^{-1}$的SLHC)上观察到质量高达$\sim 2$($\sim 3$)TeV的KK引力子,其AdS $_5$曲率与普朗克尺度的比值略高于1。我们认为,(与传说相反)这样的曲率尺度的大小仍然可以在该框架的有效性制度。要发现比$\sim 4$ TeV重的引力子,就必须升级到SLHC光度之外,这是最简单的模型中的电弱和味精度测试所青睐的。
2007-07-11 hep-ph
Semi-leptonic three-body proton decay modes from light-cone sum rules
利用光锥求和规则,我们估计了与半轻子三体质子衰变有关的强子矩阵元的形状因子。所获得的形状因子使我们能够确定质子($p$)衰变为正电子($e^+$),中性π介子($π^0$)和引力子($G$)的微分速率,这是引力子和标准模型粒子(GRSMEFT)的有效理论中领先的质子衰变通道。研究了现有的和下一代中微子实验在探测$p \to e^+ π^0 G$签名中的灵敏度,并讨论了我们的计算对抑制相关重子数违反GRSMEFT算子的有效质量标度约束的唯象意义。
2021-11-17 hep-ex hep-ph
On possible small-x effects in the Kaluza-Klein graviton and radion production at high energies
我们用QCD的$k_T$ -因子分解方法研究了CERN LHC上的单引力子产生。我们考虑Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali方案和Randall-Sundrum模型,并导出自旋- $2$(Kaluza-Klein引力子激发)和自旋- $0$(radion)态的产生振幅,包括随后的引力子衰变为双轻子或双光子对。我们使用的质子中的横向动量依赖(未积分)的部分子密度从Ciafaloni-Catani-Fiorani-Marchesini(CCFM)的演化方程,其中求和的领先的对数小$x$修正的生产截面。我们证明了小- $x$效应可以在引力子衰变产物的不同角分布中表现出来,并给出了一些例子,说明这些分布在LHC能量下是什么样子的。
2016-12-12 hep-ph
Towards establishing the spin of warped gravitons
研究了在超维Randal-Sundrum(RS)翘曲模型中存在的Kaluza-Klein(KK)引力子自旋=2的实验验证的可能性。这些引力子与位于TeV膜上或附近的粒子的耦合是最强的,因为它们在额外维度中的轮廓的重叠积分是大的。其中包括非物理希格斯玻色子($W^{\pm}_L$和$Z_L$)和标准模型(SM)规范玻色子的KK激发。考虑了在gg $\to G_1 \to W^{KK} (Z^{KK}) W (Z)\to WWZ$、gg $\to G_1\to ZZ$和gg $\to G_1 \to Z^{KK} Z\to ZZH$衰变道中,基于Z玻色子在引力子静止坐标系中的角分布,来证实弯曲引力子第一KK模($G_1$)自旋为2的可能性.利用维格纳D矩阵的性质,我们导出了引力子自旋、信号角分布峰值等理论上可计算量之间的关系。然后我们研究了这些衰变模式的LHC信号,发现在$pp \to W^{KK} (Z^{KK}) W (Z) \to WWZ \to$ 3轻子+喷流+ $\slashed{E}_T$和$pp \to ZZ \to$ 4轻子衰变模式中,用1000 fb的$^{-1}$数据,可以证实高达$\sim$ 2 TeV的RS引力子的自旋。
2008-06-20 hep-ph
Electromagnetic and gravitational decay of the Higgs boson
标量粒子的衰变,无论是奇偶性,到两个光子或到两个引力子进行评估。有效相互作用的形式是$ϕFF, ϕF\tilde{F}$或$ϕRR,ϕR\tilde{R}$ ;特别是,希格斯玻色子衰变成引力子不能被引到相互作用$ϕR$中,正如最近所声称的那样。
2000-04-17 hep-ph
Computer modeling of properties of Kaluza-Klein particles and their searches at the LHC
标准模型问题导致了新的额外维度理论:Randall-Sundrum模型、Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali模型和TeV $^{-1}$模型。在这些模型的框架下,借助计算机程序Pythia8.2计算了LHC中不同能量下卡鲁扎-克莱因粒子的产生截面。在LHC 14 TeV的能量下,考虑了额外维数n=2,4,6时标量引力子发射产生的单喷流事件。研究了胶子-胶子、夸克-胶子和夸克-夸克融合过程中引力子的产生过程,发现引力子质量谱的行为具有一定的周期性。在Randall-Sundrum方案下,计算了13 TeV、14 TeV和100 TeV的大质量引力子产生过程的$σ\times$ Br、gg $\rightarrow$ $G^{*}$和引力子衰变的最可几过程。
2018-01-11 hep-ph
First Search for Kaluza-Klein Gravitons and Radion Using Planck Data
Institute of Cosmology, Department of Physics and Astronomy, Tufts University(塔夫茨大学宇宙学研究所)
研究通过卡鲁扎-克莱因引力子和伸缩子产生原初非高斯性,计算其介导双谱,用普朗克2018数据搜索信号,未发现显著证据,还确定了能自然产生特定非高斯性的五维设置。
2026-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Graviton modes in multiply warped geometry
在大型强子对撞机上寻找卡鲁扎-克莱因引力子模的负面结果,当面对希格斯粒子的发现时,被解释为严重限制了兰德尔-桑德拉姆模型作为解释等级问题的有效性。然而,我们表明,多重弯曲的存在提供了一个自然的解决方案,通过修改引力子谱和它们与标准模型场的耦合。
2015-05-18 hep-ex hep-ph hep-th
Spectrum of high-frequency gravitational waves from graviton bremsstrahlung by the decay of inflaton: case with polynomial potential
本文研究多项式暴胀子势下暴胀子经引力子轫致辐射三体衰变产生的高频引力波,比较静止粒子与相干经典场两种描述,并分析势指数和耦合常数对GHz信号谱的影响。
2025-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitino, Axino, Kaluza-Klein Graviton Warm and Mixed Dark Matter and Reionisation
稳定粒子暗物质很可能起源于长寿命的残余粒子的衰变过程,最近在轴子、引力子和更高维的卡鲁扎-克莱因(KK)引力子的情况下进行了广泛的研究。它表明,在许多可行的参数空间,这样的暗物质出现自然温暖/热或混合。特别是,衰变产生的引力子(KK-引力子)只有在衰变粒子的质量在几TeV范围内时才被认为是冷的,除非衰变粒子和暗物质粒子几乎是简并的。这样的暗物质候选者因此受到了许多关于温暖和混合暗物质的宇宙学约束,例如来自宇宙适当再电离的限制,莱曼α森林,以及星系团的丰度。结果表明,从早期的再电离时代的约束,如最近的观测表明,可能会限制这样的温暖/热的组件,只有非常小的一部分贡献的暗物质。
2006-05-29 astro-ph hep-ph
Gravitational Wave Sourced by Decay of Massive Particle from Primordial Black Hole evaporation
本文研究了原初黑洞霍金辐射产生的粒子衰变及直接蒸发所形成的随机引力波谱,发现长寿命超重粒子的延迟衰变能在极高频处产生独特的引力波信号,并为暗辐射提供重要贡献。
2024-07-29 hep-ph
Looking for extra-dimensions at the weak scale: experimental search for Kaluza-Klein states signatures at the e+e- linear collider
在500 GeV电子直线对撞机上,利用光子产生的引力子态,对Kaluza-Klein引力子态的特征进行了实验研究。利用蒙特卡罗模拟对信号提取进行了研究
1999-09-20 hep-ph
Gravitational Waves from Inflaton Decay and Bremsstrahlung
本研究探讨暴胀子通过高阶导数耦合衰变及轫致辐射产生引力波,发现低再加热温度下可产生显著暗辐射,并给出幺正性破缺尺度的再加热相关约束。
2024-02-05 gr-qc hep-ph hep-th
Stochastic gravitational wave from graviton bremsstrahlung in inflaton decay into massive spin 3/2 particles
International Institute of Information Technology, Hyderabad(海德拉巴国际信息技术学院)
该研究通过inflaton衰变产生随机引力波,探讨了graviton辐射与早期宇宙重新加热过程的关系。
2026-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fate of Gravitons in Warped Extra Dimension
在弯曲额外维的情况下研究了体引力子与标准模型粒子的相互作用。我们发现额外维的长度是一个重要的物理量,因为它决定了引力子Kaluza-Klein模的衰变宽度。我们表明,宇宙学以及碰撞信号的卡鲁扎-克莱因模式是非常不同的第五维长度的不同选择。
1999-09-30 hep-ph
Dark Dimension and Decaying Dark Matter Gravitons
该研究在线性扰动框架下分析Dark Dimension图景中KK引力子暗物质的衰变效应,结合多类观测数据约束反冲速度与维度尺度,证实该图景与现有观测一致且具备可探测的未来实验信号。
2023-11-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Effects on Inflaton Decay
我们指出,暴胀子不可避免地耦合到所有非共形耦合的物质引力通过振荡的哈勃参数或宇宙尺度因子。它导致粒子生产过程中的暴胀子振荡制度,这是最有效的通货膨胀后。此外,分析扩展到非最小暴胀子耦合到重力的模型,其中哈勃参数振荡更剧烈。我们将我们的结果应用到暴胀子产生的引力子:引力子也产生后不久,通货膨胀,但非最小的耦合不会导致暴胀子衰变到引力子对。
2015-06-01 astro-ph.CO hep-ph
Irreducible Graviton Floor from Reheating
McGill University(麦吉尔大学)
研究重子衰变过程中引力子辐射的不可约随机引力波背景,通过 Weinberg 定理确定谱的红外分支,发现谱最大值随 n 变化而变化,预测 GHz 频率以上可达到 10^-17 级信号。
2026-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Decay Modes of the Standard Model Higgs Particle
如果在树水平上采用爱因斯坦场方程,则标准模型Higgs粒子衰变为两个引力子的过程与引力耦合强度G无关。这一结果是由希格斯粒子诱导的“惯性质量”与广义相对论的“引力质量”之间的物理等价性得出的。如果希格斯粒子的质量正好位于底夸克反夸克对的质量和顶夸克反夸克对的质量之间,那么希格斯粒子衰变为两个引力子将主导QED诱导的双光子衰变和QCD诱导的双喷流衰变。
2000-03-31 hep-ph
Randall-Sundrum graviton spin determination using azimuthal angular dependence
螺旋度振幅的量子干涉为测量新粒子的自旋提供了强有力的工具。通过观察一个新粒子种类的产生和衰变过程中微分截面的方位角依赖性,我们可以通过观察各种余弦模式来确定它的自旋。重自旋2卡鲁扎-克莱因(KK)引力子提供了一个独特的签名与$\cos{(4 ϕ)}$模式。我们研究了这种方法在LHC的Randall-Sundrum模型中测量KK引力子自旋的可行性。
2009-04-29 hep-ph
LHC Constraints on Resonant Kaluza-Klein Gravitons
Institute for Particle Physics Phenomenology, Department of Physics, Durham University(达勒姆大学粒子物理现象学研究所)
研究大型强子对撞机对共振重自旋-2粒子的限制,重点是引力子塔。通过更新单引力子搜索限制及考虑不同额外维度情形影响,扩展搜索范围至更低质量区域,为未来实验分析奠定基础。
2026-07-15 hep-ph
The Dark Universe: Primordial Black Hole $\leftrightharpoons$ Dark Graviton Gas Connection
在暗维度方案下,本研究揭示了5维原初黑洞与暗引力子KK塔作为暗物质候选者的对应关系,将黑洞吸积增长与引力子气的塔内衰变冷却相联系,并用引力子束缚态图像解释了该联系。
2023-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Simulating graviton production at hadron colliders
自旋为2的粒子,特别是引力子,在TeV尺度下的许多新物理场景中被预测。根据模型的细节,这些新的状态可能会表现为连续谱、无质量粒子或TeV尺度的共振。相应地,应该利用非常不同的发现签名,从多喷流和大的横向能量缺失事件中的过度搜索,到弱玻色子或喷流对生产中的共振。我们在MadGraph/MadEvent中提出了一个非常通用和灵活的实现,自旋2粒子通过能量动量张量与标准模型粒子相互作用,其中包括所有最流行的TeV尺度模型,具有引力子。通过合并矩阵元与部分子簇射,我们可以在几种情况下(ADD,零质量引力子和RS)在强子对撞机上生成引力子+喷流的包容性样本。我们比较和验证我们的结果对相应的次主导阶QCD计算。
2011-07-04 hep-ex hep-ph hep-th
A Universal Kaluza-Klein Graviton Cascade Rate
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of California, San Diego(加州大学圣迭戈分校);Harvard University(哈佛大学)
本文推导出KK引力子间一般衰变率,发现其被$(q/m_n)^2$抑制,并论证该结果的普适性,对级联暗物质模型及暗维度模型的排除有重要意义。
2026-09-30 gr-qc hep-ph hep-th
Lightest Kaluza-Klein graviton mode in a backreacted Randall-Sundrum scenario
近年来,在LHC实验中寻找额外维度的研究中,Randall-Sundrum(RS)最轻KK引力子的特征一直是人们关注的焦点之一。最近的数据从双轻子衰变通道在大型强子对撞机已经确定的实验下限的RS最轻的卡鲁扎-克莱因(KK)引力子的质量为不同的选择的基础参数的理论。在这项工作中,我们探讨了体标量场,这是用来稳定的RS模型,在修改最轻的KK引力子与标准模型(SM)位于可见膜上的物质场的耦合的反反应的影响。在这样一个修改后的背景几何中,我们表明,最轻的KK引力子与SM物质场的耦合得到了显着的抑制,由于包括体稳定的标量场的反反应。这意味着,在对撞机实验中,反向反应参数减弱了RS方案的信号,从而解释了在对撞机中KK引力子的不可见性。因此,我们表明,在对撞机实验中的翘曲额外的尺寸搜索的模量稳定起着至关重要的作用。
2016-07-12 hep-ph hep-th
Double Higgs boson production and decay in Randall-Sundrum model at hadron colliders
我们在标准模型和Randall-Sundrum(RS)模型下研究了$14~ {\rm TeV}$ LHC和$33~ {\rm TeV}$ HE-LHC中双Higgs粒子的产生和衰变。在我们的计算中,我们只合理地考虑了最轻的两个Kaluza-Klein(KK)引力子的贡献。给出了两种模型的积分截面和一些运动学分布。结果表明,在$M_{HH} \sim M_{1}$、$M_{2}$(最轻的两个KK引力子的质量)附近或中心Higgs快度区的RS效应是相当显著的,并且可以通过对末态粒子施加适当的运动学切割从重SM背景中提取出来.研究了散射截面与RS模型参数、第一KK引力子质量$M_1$和有效耦合$c_0$的关系,发现随着$M_1$的增大或$c_0$的减小,RS效应明显减小.
2016-03-07 hep-ph
Warped Graviton "Z + Missing Energy" Signal at Hadron Colliders
本文研究了在Randall-Sundrum模型中Z(->l+l-)Z(->nu nu)通道l=e,mu中最轻扭曲Kaluza-Klein(KK)引力子G_1在强子对撞机上的可达性,其中标准模型规范场和费米子在5D体中传播.重建的Z和伴随的大缺失能量允许有效抑制背景。在合理的参数下,利用14 TeV LHC的300 /fb(3 /ab)数据,通过我们的“Z +丢失能量”信号,可以在5 σ处发现~2(2.6)TeV的G_1。利用这个信号,在未来的100 TeV pp对撞机的G_1的发现范围估计高达~10 TeV。本文采用最近提出的一种方法,讨论了利用G_1的可见(Z -> l+l-)衰变产物的能量分布来确定G_1的质量。根据我们的分析,在~5%水平上用~3 /ab的14 TeV LHC数据进行质量测量是可行的。
2014-03-13 hep-ex hep-ph
Ultra-high Frequency Gravitational Waves from Scattering, Bremsstrahlung and Decay during Reheating
本文研究了暴胀再加热期间由散射、轫致辐射和衰变产生的超高频引力波,发现当再加热温度大于暴胀子质量时,暴胀子与其衰变产物的2→2散射可主导引力波谱。
2024-12-23 astro-ph.CO hep-ph
Majorana Neutrinos and Clockworked Yukawa Couplings contribution to non-observation of the rare leptonic decay $ l_{i}\rightarrow l_{j} γ$, Clockwork Photon and Clockwork Graviton
发条装置是一种额外的维度设置,用于产生具有指数抑制或分级耦合的光粒子,这些光粒子具有N个大质量状态,这些状态具有接近理论中不包含基本水平上的小参数的机制的阈值尺度的可比质量。我们探讨了带电轻子味违反(cLFV)的钟表框架,其中包括狄拉克质量条款以及马约拉纳质量条款的新的钟表费米子的前景。我们推导了非零发条马约拉纳质量的质量,以及发条框架中的新粒子和它们与轻子二重态的汤川耦合的质量,在这个框架中,发条参数是普适的。当新的发条马约拉纳质量不为零时,中微子质量是由于重信使粒子如右手iso $-$单线态中微子或iso $ - $三线态标量玻色子的交换而产生的,称为跷跷板机制。在非零的发条马约拉纳质量的情况下,由于相当大的有效汤川耦合的高质量模式中微子的质量,只能使微小的大马约拉纳质量在太电子伏特范围内的所有的发条齿轮。这一点从钟表费米子的质量尺度上的限制是显而易见的,因为没有观测到罕见的cLFV衰变$ μ\rightarrow eγ$、$ τ\rightarrow μγ$、$ τ\rightarrow eγ$。这里讨论对费米子、规范玻色子和引力子有效的发条机制的一般描述。这种机制可以用一组离散的新字段来实现,或者在其连续版本中,通过额外的空间维度来实现。
2022-10-13 hep-ph
Gravitons in multiply warped scenarios - at 750 GeV and beyond
到目前为止,LHC对额外维度的研究还没有取得积极的成果。随着125 GeV的希格斯玻色子玻色子的发现,这意味着兰德尔-桑德拉姆模型的参数空间有了适度的微调。在一个6维的翘曲紧化场景中,由于其自身有趣的现象学后果,与额外空间方向相关的参数可以用来消除微调的需要。我们检查这个模型的限制,由于8 TeV的LHC数据和调查的参数空间,可以探测在14 TeV运行的LHC。我们还确定了该区域的参数空间是一致的,最近报道的过剩的双光子通道中的13 TeV的数据。最后,作为对观测到的过剩的另一种解释,我们讨论了一种情况下与膜本地化的爱因斯坦-希尔伯特项与标准模型领域的散装。
2016-06-15 hep-ex hep-ph
Probing Reheating with Graviton Bremsstrahlung
本文研究了暴胀再加热期间引力子轫致辐射产生的随机引力波谱,分析了暴胀子衰变与湮灭两种情景,发现两者在引力波振幅、频率和红移特征上存在显著差异,未来高频引力波探测器有望借此区分不同再加热情景。
2024-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Radion-Higgs mixing at hadronic colliders
在Randall-Sundrum模型中,有效电弱尺度对放射性-Higgs混合有微弱的抑制作用。它的一个新特征是KK引力子-希格斯-辐射子的一个相当大的三点顶点。我们探索了费米实验室Tevatron和欧洲核子研究中心LHC在探测放射性-希格斯混合的潜力,通过与希格斯玻色子的相关生产的放射性。观测到KK引力子罕见地衰变为希格斯粒子和放射子,这是放射性-希格斯粒子混合的直接和唯一信号。我们还研究了存在放射性-Higgs混合时KK引力子的所有部分衰变宽度,发现当混合参数为一阶时,衰变为放射子和希格斯玻色子的速率与衰变为希格斯玻色子对的速率一样大,其分支比为0.001阶。
2003-11-24 hep-ph
Warped Reheating in Multi-Throat Brane Inflation
我们调查在一些定量的细节的可行性再加热多喉膜膨胀的情况下,通过估计和比较所涉及的各种过程的时间尺度。我们还计算了微扰弦论中激发态闭合弦到KK模的衰变率,并与它们衰变到引力子的衰变率进行了比较,发现在暴胀喉中前者是优先的。我们还发现,在一个小的,但合理的背景几何参数范围内,这些KK模式将更好地隧道到另一个喉(可能包含标准模型),而不是衰减到引力子,主要是由于他们的抑制耦合到体引力子。一旦被隧穿,引力子与引力子之间的抑制耦合再次使它们能够有效地重新加热标准模型。我们还考虑了在系统中增加更多喉道的影响,并发现对于具有小翘曲的额外喉道,重新加热似乎仍然可行。
2005-09-12 astro-ph hep-ph hep-th
Gravitational Wave from Graviton Bremsstrahlung during Reheating
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校);PRISMA+ Cluster of Excellence and Mainz Institute for Theoretical Physics Johannes Gutenberg University(约翰内斯·古腾堡大学PRISMA+卓越集群和迈因茨理论物理研究所);Instituto de Física, Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学物理研究所)
研究暴胀再加热期间暴胀子衰变通过轫致辐射产生引力子,用两种计算技术,得出三体微分衰变率,计算再加热时随机引力波背景,通过\(\Delta N_\text{eff}\)约束其能量密度,预计探测器对其探测灵敏度。
2026-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Graviton Signals in Central Production at the LHC
本文研究了包含情况下的中心产生,利用双轻子和双光子通道在大额外维模型中寻找引力子信号。我们仔细分析了信号和可能的标准模型背景过程,并研究了这种新的物理搜索在一个相对干净的环境中的可行性,如在中央产生的质子碎片主要是在向前的方向发射,有一个明显的快度差距,他们和中央产生的系统。我们的分析表明,具有14 TeV质心能量和100 fb $^{-1}$(300 fb $^{-1}$)的积分亮度的LHC在双轻子和双光子通道中都可以探测到3.6 TeV(4.4 TeV)的有效引力标度。
2013-05-16 hep-ph
Intensity-Frontier Signals of Warped Extra Dimensions
University of South Dakota(南达科他大学)
该研究探索翘曲额外维度的强度前沿信号,构建含GeV级膜的光子门户模型,提出重KK引力子产生、级联及宏观电磁衰变的特征,讨论低标度翘曲场景的相关约束。
2026-08-24 hep-ph