Future e^+e^- flavour factories: detector challenges and physics expectations
Yutaka Ushiroda
展望了未来两个e^+e^-香精工厂的发展前景。探测器的设计和技术挑战与激励物理背景一起描述。
Prospects of the two future e^+e^- flavour factories are discussed. The detector designs and the technical challenges are described together with the motivating physics background.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Experimental Review on Lepton Universality and Lepton Flavour Violation tests at the B-factories
自1999年以来，BABAR和Belle的B工厂合作已经积累和研究了大量的τ轻子对样本。本文报道了轻子普适性检验和轻子味违反搜索的实验结果。
CP (and CPT) violation studies at the Super Flavour Factories
在这次演讲中，我们提出了对未来超级香料工厂的CP和CPT违反量的测量的观点。特别是，我们将专注于使用SuperB探测器采集数据5年后可达到的预期灵敏度：该数据集将允许对B介子，D介子和τ轻子系统进行测量，其精度比当前结果大大提高。
Flavour Physics at B-factories and other machines
我回顾了2009年夏天在EPS会议上展示的非强子对撞机实验结果的一些亮点。其中包括来自BaBar和Belle B工厂，CLEO-c，BES-III，NA 48，KTeV，KLOE，NA 62，MEG和mu到e转换实验的最新结果。
Photon pair production at flavour factories with per mille accuracy
我们提出了一个高精度的QED计算，与0.1%的理论精度，双光子产生的$e^+ e^-$湮灭，要求越来越精确的光度监测在香料工厂。该方法的准确性，这是基于精确的下一个到领先的阶校正与QED Parton Shower算法匹配，证明通过详细分析的辐射校正的各种来源的实验相关的观测量的影响。该计算是在事件发生器BabaYaga的最新版本中实现的，可用于精确模拟中等高能量的$e^+ e^-$对撞机的光子对生产。
Searches for Lepton Flavour Violation and Lepton Number Violation in Hadron Decays
在粒子物理学的标准模型中，轻子味和轻子数是守恒量，尽管没有基本对称性要求它们守恒。我目前最近的结果搜索轻子味和轻子数违反强子衰变测量的B工厂和LHCb。此外，LHCb合作组最近还对轻子味违反衰变τ^- \to μ^-μ^-μ^+进行了搜索。所获得的排阻上限，这是在这次演讲中首次提出，是相同的数量级，在B工厂观察到的。这是首次在强子对撞机上寻找轻子味破坏τ衰变。
Matching perturbative and Parton Shower corrections to Bhabha process at flavour factories
我们报告的Bhabha过程中的量子电动力学的高精度计算，感兴趣的精确光度测定的电子-正电子对撞机参与R测量的强子共振区域。该计算是基于匹配的精确次领先的订单更正与Parton淋浴算法。与现有的独立计算的比较，并通过详细分析的理论不确定性的主要组成部分，包括双回路校正，强子真空极化和光对的贡献，证明了该方法的准确性。该计算是在事件发生器BABAYAGA的改进版本中实现的，其理论精度为0.1%。该发生器现在可用于香料工厂的Bhabha过程的高精度模拟。
Lepton Flavour Violating $τ$ decays
给出了轻子味违反$τ$ $\ra$ Ⅲ和$τ$ $\ra$ 1 $γ$衰变在B工厂的计算结果.在90%置信水平下，通过$\sim$ $O(10^{-7})$获得分支比的上限。
Large-angle Bhabha scattering and luminosity at flavour factories
在低能强子共振区（E_cm ~ 1-10 GeV）运行的正负电子对撞机（如BEPC/BES、DAPHNE、KEKB、PEP-Ⅱ和VEPP-2 M）的光度测定中，需要精确计算大散射角下的Bhabha过程。为了达到0.1%水平的理论精度，必须包含辐射校正。在用于截面计算和事例产生的Parton Shower（PS）方法框架下，考虑了唯象的QED修正效应。为了测试该方法的可靠性，基准计算，包括精确的O（alpha）校正和高阶领先的对数贡献，以及开发和PS预测的详细比较。O（α）下一个领导和高阶领导的修正的影响进行了研究，在Phi工厂的Bhabha过程中存在现实的事件选择。本文介绍了一种新的用于数据分析的Monte Carlo发生器（BABAYAGA），估计精度为0.5%.可能的发展，旨在提高其精度和适用范围进行了讨论。
Tau Physics from B Factories
本文介绍了SLAC和KEKB工厂的BaBar和Belle实验的$τ$-轻子对物理结果，这些实验产生了大量的$τ$ -轻子对。测量τ质量和寿命可以测试轻子普适性和CPT不变性，而在τ衰变中寻找轻子味破坏是寻找标准模型之外的物理学的有力方法。在半强子非奇异τ衰变中，矢量强子末态在帮助确定μ子反常磁矩的强子修正方面特别重要，而对奇异末态的研究是测量CKM矩阵元$V_{\rm us}$和奇异夸克质量的最佳方法。
B Factories
B工厂的建造有一个非常具体的目的：检验粒子物理学标准模型中夸克混合和CP破坏的卡比博-小林-马斯卡瓦描述。测试标准模型这一部分的目标已经实现，并且已经超出了所有的预期。因此，B工厂彻底改变了我们对粒子物理学标准模型许多领域的理解，也为标准模型之外的可能物理场景提供了许多严格的限制。在某些情况下，新物理效应的这些限制等于或超过了欧洲核子研究中心大型强子对撞机所能达到的限制。
Searches for Leptoquarks with the ATLAS Detector
轻子夸克（LQ）被许多新的物理理论预言来描述标准模型中轻子和夸克扇区之间的相似性，并为在LHCb和味工厂中观察到的轻子味异常提供了一个有吸引力的潜在解释。ATLAS实验有一个广泛的直接搜索轻夸克的计划，耦合到第一，第二或第三代粒子。最近的13 TeV的结果的搜索轻夸克和接触相互作用的ATLAS探测器进行了审查，涵盖味对角和跨代的最终状态。
New physics search with flavour in the LHC era
本文根据B工厂和LHC的最新数据，介绍了夸克味物理的现状，并讨论了最新实验结果对MFV框架下新物理的影响。我们还展示了一些超对称性的影响的例子。
Precision physics with heavy-flavoured hadrons
对味道动力学的理解是基本粒子物理学的主要目标之一。在过去的15年里，我们见证了小林-益川机制的胜利，它描述了标准模型中夸克的所有变味跃迁。这一重要的里程碑是通过一系列实验实现的，特别是在所谓的$B$工厂、Tevatron和现在的LHC中进行的实验。我们简要回顾了味道物理学的现状和前景，重点介绍了LHC做出最重要贡献的结果，特别是最近对$B_s^0\toμ^+μ^-$衰变的观察
Charged Hadron Identification with dE/dx and Time-of-Flight at Future Higgs Factories
长期以来，探测器概念的设计一直受到对横向动量、碰撞参量和射流能量分辨率以及气密性的要求的驱动。直到最近，人们才意识到，将不同类型的带电强子（特别是K介子和质子）分解的能力，可能在希格斯工厂（如国际直线对撞机（ILC））中有重要的应用，从跟踪，顶点和味道标记的改进到需要奇异标记的测量。虽然具有气体跟踪的探测器概念，如时间投影室（TPC），可以利用特定的能量损失，但全硅基探测器必须依赖于其电磁量能器（ECals）前面或第一层中的快速定时层。这项工作将审查实现粒子识别（PID）的π介子，K介子和质子的不同选择，介绍最近开发的重建算法和目前的物理应用程序的例子，国际大型探测器（ILD）的概念，充分的探测器模拟前景。
Charged Hadron Identification with dE/dx and Time-of-Flight at Future Higgs Factories
长期以来，探测器概念的设计一直受到对横向动量、碰撞参量和射流能量分辨率以及气密性的要求的驱动。直到最近，人们才意识到，将不同类型的带电强子（特别是K介子和质子）分解的能力，可能在希格斯工厂（如国际直线对撞机（ILC））中有重要的应用，从跟踪，顶点和味道标记的改进到需要奇异标记的测量。虽然具有气体跟踪的探测器概念，如时间投影室（TPC），可以利用特定的能量损失，但全硅基探测器必须依赖于其电磁量能器（ECals）前面或第一层中的快速定时层。这项工作将审查实现粒子识别（PID）的π介子，K介子和质子的不同选择，介绍最近开发的重建算法和目前的物理应用程序的例子，国际大型探测器（ILD）的概念，充分的探测器模拟前景。
Flavour anomalies: a review
轻子味普适性（LFU）的概念是标准模型（SM）的基石预测，根据这个概念，三个轻子家族除了质量之外都是等价的。在超越SM的模型中，LFU可以被优先耦合到某些代轻子的新物理粒子所破坏。在过去的几年中，LFU违反的迹象已经观察到在树级$b\to c\ellν$和循环级$b\to s\ell\ell$转换。这些测量，结合在罕见的半轻子$b$衰变的角度可观测量和分支分数中观察到的张力，指向一种相干的异常模式，可能很快就会成为SM之外的第一个物理观测。这些会议记录回顾了大型强子对撞机实验和$B$工厂所看到的异常现象，并对不久的将来进行了展望。
CPT violation in entangled B0-B0bar states and the demise of flavour tagging
我们讨论了由于Einstein-Podolsky-Rosen关联态中中性B介子的粒子-反粒子身份的丧失而导致的味标记的消亡。这种情况发生在CPT算子定义不清的情况下，例如，在物质扇区中具有诱导退相干的量子引力模型中。B工厂中产生的扰动B 0-B 0 bar初始态的时间演化足以产生新的两体态。对于相同时间的味特异性衰变，我们讨论了两体纠缠的两个确定性检验：（i）寻找可能的禁态B 0 B 0和B 0 bar B 0 bar态;（ii）偏离排列态B 0 bar B 0和B 0 B 0 bar之间不可区分的概率.
Rare decay searches at CDF
在过去的十年中，在Tevatron上的CDF实验清楚地表明，在强子碰撞中广泛研究重味物理是可能的，并取得了显着的结果，与$B$ -工厂竞争和互补。在本文中，我们报告了通过测量罕见的$b$ -强子衰变来间接寻找标准模型之外的物理。基于对完整CDF数据集的分析，给出并讨论了$B^0_{(s)}$衰变为一对μ子的分支分数的最终极限。此外，我们回顾了最新的测量，与6.8 FB $^{-1}$收集的数据，总的和微分分支分数和罕见的$b$ -强子衰变的角度观测值进行通过味道改变中性电流过程$b \rightarrow s μ^+ μ^-$。PACS编号：13.20，He，13.30。a，12.15.Mn
Flavour, Electroweak Symmetry Breaking and Dark Matter: state of the art and future prospects
随着希格斯玻色子的发现，标准模型已经成为一个完整而全面的理论，它已经得到了无与伦比的精确度的验证，原则上可能在所有尺度上都是有效的。然而，有几个原因仍然使我们坚信应该有超越标准模型的物理学。大型强子对撞机、新的$B$工厂以及基于地球和空间的天体粒子实验等实验为我们提供了独特的机会，为我们这个领域的许多长期存在的难题找到一个连贯的框架。在这里，我们将探索希格斯玻色子物理学、味道物理学和我们所拥有的关于暗物质的实验线索之间的几个重要联系。
Searches for flavour changing neutral currents in the top sector
在标准模型中，风味变化中性电流（FCNC）过程在树级是被禁止的，在更高的阶次被高度抑制。这使得FCNC成为寻找新物理的关键过程之一，因为任何与标准模型预期的微小偏差都可能产生巨大影响。ATLAS和CMS合作组织都设计了一个全面的策略来搜索顶夸克物理中的FCNC，包括产生和衰变。在这里描述的策略，其次是两个合作，使用数据从$pp$碰撞在大型强子对撞机收集的质量中心的能量为7和8 TeV的积分亮度范围从$5~\rm{fb}^{-1}$到$20.3~\rm{fb}^{-1}$。
Search for an excess of events with an identical flavour lepton pair and significant missing transverse momentum in sqrt{s} = 7 TeV proton-proton collisions with the ATLAS detector
结果提出了一个搜索的超对称粒子衰变到最后的状态与显着失踪的横向动量和正好两个相同的味道轻子（e或μ）相反的电荷在sqrt{s}=7 TeV的碰撞在大型强子对撞机。该通道对产生味相关轻子对的超对称粒子级联衰变特别敏感。味不相关的背景减去使用相反的味轻子对事件的样本。在这个减法过程之后，观察到超出标准模型预期的过量，将提供测量超对称粒子质量的最佳途径之一。在对应于35 pb-1的积分亮度的数据样本中，没有观察到这种过量。模型无关的限制设置在这些最终状态的贡献，从新的物理学，并用于排除区域的现象学超对称参数空间。
LEP 1 Heavy Flavour Electroweak Physics and 2-Fermion Processes at LEP 2
从重味电弱物理在LEP 1的结果进行审查一起测量2费米子过程在LEP 2。对于前者的测量，重点是分析重夸克的前后不对称性A_FB^b，c，以及Z^0到重夸克的部分衰变宽度R_b，c。通过测量重夸克的不对称性，可以得到轻子的有效电弱混合角sin ^2（θ_eff^lept）。观察到从A_l^SLD和从A_FB^b测量该量之间的2.9 σ差异。LEP 2的2-费米子过程被用来严格限制标准模型之外的物理过程。然而，所有测量的量都与标准模型的预期合理一致，并且所有计算的极限都远高于LEP 2的最高质心能量。
Selected topics on tau physics
B工厂已经产生了大量关于τ轻子的新结果。本文介绍了τ物理学的一些选定课题的现状：带电电流普适性检验，轻子味破坏的界限，由τ强子宽度确定α s，τ强子宽度的测量|V_{us}|通过卡比博抑制的τ轻子衰变。
Search for lepton flavour violation in the emu continuum with the ATLAS detector in sqrt(s) = 7 TeV pp collisions at the LHC
本文利用ATLAS探测器在大型强子对撞机上收集的2.1/fb的sqrt（s）= 7 TeV pp碰撞数据，在EMU连续统中寻找R宇称破坏的标量顶夸克（t）的t通道交换.发现数据与标准模型背景的预期一致。在95% C.L.的R-宇称违反耦合的限制作为标量顶部质量（m_{t}）的函数计算。通过标量顶夸克的t通道交换，pp->emuX的产生截面的上限范围从m_{t} =95 GeV的170 fb到m_{t} =1000 GeV的30 fb。
Higgs mediated Flavour Violation in 2HDMs and the MSSM -- An Overview
在这些论文中，我们回顾了双希格斯双重态模型（2 HDM）的风味现象，并将结果与MSSM的去耦极限联系起来。我们首先研究的影响FCNC的限制允许的参数空间的2HDM和检查最近的偏差如何从SM的期望在tau $B$衰变（观察到的BABAR）可以解释在一个2HDM与通用的味道结构（III型）与相当大的味道违反在上部门。然后，我们讨论了MSSM在III型2HDM上的匹配。在这里，我们专注于双圈SQCD修正的希格斯夸克夸克耦合。
Hadron physics potential of future high-luminosity B-factories at the Upsilon(5S) and above
我们指出了未来高光度B工厂在Upsilon（5S）共振及以上的物理机会。在本文中，我们讨论了许多有趣的调查，这可以在e+e-质量中心的能量区域从Upperdance（5S）和高达11.5 GeV，其中一个有效的数据采取操作应该是可能的计划B-工厂。这些研究包括丰富的B的产生和衰变性质; Belle所声称的带电底介子的独立证实和详尽的探索;夸克偶素间双介子跃迁之谜的澄清;从强子Uppertance（5S）衰变中提取轻夸克质量比;从导致严重SU（3）对称性违反的开放味衰变中分析夸克偶素和奇异内部结构;阐明了杂化态是否具有与Upperdom（5S）底偶素相似的质量，使之成为双态，寻找与重夸克相比更稳定的分子/四夸克态，完成了正宇称B_J介子表，研究了它们的基本性质; Lambda_b \bar{Lambda}_b重子对的产生，为弱衰变后的粲重子谱开辟了新的前景，为研究CP破坏开辟了新的途径;通过扩展目前分析的Q^2范围，证实或反驳π介子跃迁形状因子偏离pQCD的情况，并可能达到产生氚化重子的阈值。此外，如果将来的对撞机能升级到12.5 GeV，那么就有可能大量产生B_c \bar{B}_c对，这就需要对CP破坏进行新的研究，并对CKM图像（通过确定V_{bc}）和有效的重夸克理论进行改进的独立检验。
Searches for FCNC and lepton flavour violating interactions of the top quark with the ATLAS detector
本文利用ATLAS探测器在LHC顶夸克工厂中搜寻顶夸克的味改变中性流 $tqH$ 顶点和带电轻子味破坏 $\mu\tau tq$ 顶点，结果与标准模型一致并显著改进了排除界限。
Future prospects for exploring present day anomalies in flavour physics measurements with Belle II and LHCb
一系列的味道物理观测值显示出与它们相应的标准模型预期的紧张关系：轻子味道变化中性电流过程的测量和涉及不同世代轻子的半轻子分支分数的比率显示出四个标准差的偏差。如果得到证实，这两个都将是新物理学的一个有趣迹象。在这篇手稿中，我们分析了目前的实验情况，这样的过程，并首次估计的综合影响的未来数据集的Belle II和LHCb实验对目前的紧张局势与标准模型的期望，通过执行扫描的新的物理贡献的威尔逊系数。此外，目前和未来的敏感性的树级CKM参数，提供正交试验的标准模型，进行了探讨。选择三个基准点的时间直接比较实验之间的估计灵敏度。Belle II和LHCb实验所实现的未来灵敏度之间的高度互补性是由于它们的相对优势和弱点而观察到的。我们估计，在Belle II和LHCb升级的数据采集结束时，这里考虑的所有异常都将被两个独立的实验证实或排除，具有非常高的意义。
Higgs factories
在过去的二十年里，高能物理学界一直在积极讨论和发展一些后LHC对撞机项目;然而，由于高成本和后LHC物理场景的不确定性，它们都没有被批准。人们对0.1-1 TeV质量范围内丰富的新物理学寄予厚望：希格斯玻色子（一个或几个）、超对称性，或者来自暗物质家族的新粒子。人们普遍认为，在LHC中发现的新物理学的详细研究的最佳机器将是能量前沿的线性e+e对撞机。物理学家们屏住呼吸等待LHC的结果。2012年夏天，两个大型强子对撞机探测器ATLAS和CMS宣布发现了一个质量为126 GeV的希格斯玻色子玻色子，（仍然）没有其他东西。在低于1 TeV的区域没有新的物理学改变了后LHC对撞机的研发优先事项，并引发了一系列关于126 GeV希格斯玻色子精确研究的项目提案，可能会进一步升级到更高的能量。本文件概述了这些项目;它主要是根据在普罗特维诺本次研讨会前几天在FNAL举行的关于希格斯工厂的第一次研讨会上提出的报告。
The Physics of Heavy Flavours at SuperB
这是SuperB项目的回顾，包括加速器，探测器和广泛的物理计划的亮点。SuperB是一家能够精确测量和搜索$B_{u,d,s}$、$D$、$τ$和$Υ({\mathrm{nS}})$粒子的罕见和违禁衰变的香料工厂。这些结果可以用来检验标准模型的基本对称性和期望，并约束许多不同的假设类型的新物理。在某些情况下，这些测量可以用来限制质量低于$10GeV/c^2$的轻暗物质和轻希格斯粒子的存在。SuperB对高能物理领域的测量的潜在影响也进行了讨论的背景下，在两个高能量在该地区周围的ESTA（{ \mathrm{4S} }）$，和附近的魅力阈值的数据。
The Hunt for New Physics in the Flavour Sector with up vector-like quarks
我们分析了可能存在的新物理（NP）的风味部门，并评估其解决之间的紧张关系的实验值的$\AJPKs$和$\BTNu$相对于标准模型（SM）的期望的潜力。更新的模型独立的分析，其中NP的贡献是允许在Bd -反Bd和Bs -反Bs过渡，建议在$bd$部门的新物理的需要。最近的Flavour数据的详细分析，然后提出了一个简单的扩展的SM，其中一个$Q=2/3$矢量类等单线态夸克的SM的频谱的框架。特别强调的是，这个模型的各种可测量的量之间的相关性的影响。我们包括所有相关的夸克味部门的限制，并给出精确的预测，为选定的罕见过程。我们发现重要的偏差SM在$bd$部门的观测像半轻子不对称$\asld$，$B_{d}^{0}\to μ^{+}μ^{-}$和$A^s_{SL}-A^d_{SL}$。NP可能出现的其他潜在位置包括$A_{J/ΨΦ}$、$γ$、$K_{L}^{0}\to π^{0}ν\barν$、$t\to Zq$和$D^{0}\to μ^{+}μ^{-}$等。实验数据支持在这个模型中存在一个上矢量夸克，其质量低于$600(1000)$ GeV，在$1(2)$ $σ$。
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