Lepton-Trijet and Displaced Vertex Searches for Heavy Neutrinos at Future Electron-Proton Colliders
电子质子对撞机可以提供TeV能量下的粒子碰撞，同时保持轻子对撞机的清洁和无堆积的环境，这使得它们在重中微子研究中非常有吸引力。在中微子质量产生的低标度跷跷板模型中，提出了质量在电弱标度附近的重中微子（主要是不育中微子）。本文分析了在对撞机上产生的两个最有希望的重中微子签名：轻子味违反（LFV）轻子三重注签名和位移顶点签名。在所考虑的基准模型中，我们发现，对于重中微子质量在几百GeV左右，LFV轻子trijet签名在ep对撞机产生最好的灵敏度所有目前讨论的重中微子签名（在重建的水平分析）到现在为止。
2019-08-07 hep-ph
Keung-Senjanović process at LHC: from LNV to displaced vertices to invisible decays
在左右对称性的背景下，我们回顾了Keung-Senjanović在高能对撞机上产生右手$W_R$玻色子和重中微子$N$的过程.我们开发了一个多面元的灵敏度措施，并使用它来估计整个范围的$N$群众的灵敏度，跨越标准和合并的提示信号，位移顶点和不可见的$N$区域。具有300/fb积分亮度的LHC的估计灵敏度范围从5到超过7 TeV，而未来的33（100）TeV对撞机的3/ab范围扩展到12（26）TeV。
2018-03-05 hep-ex hep-ph
Displaced Signals of Hidden Vectors at the Electron-Ion Collider
本文研究了电子-离子对撞机（EIC）中通过清晰的位移顶点信号发现或限制多种模型的轻弱相互作用矢量玻色子的方法，并指出加入“远后向”粒子识别能力可显著提升新物理的探测范围。
2023-10-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Invisible and displaced dark matter signatures at Belle II
许多暗物质模型通常预测Belle II的不可见和位移签名，但由于触发算法效率低下，目前实施的搜索程序甚至可能错过引人注目的事件。特别令人感兴趣的是带有单个光子的末态，伴随着丢失的能量和一对位移的电子、μ子或强子。我们认为，位移顶点触发器将是必不可少的，以实现最佳的灵敏度在Belle II。为了说明这一点，我们研究了一个简单的，但动机良好的模型，热非弹性暗物质中，这种签名自然发生，并表明，否则无法访问的参数空间区域可以测试这样的搜索。我们还评估了BaBar和Belle II单光子搜索对该模型的敏感性，并提供了遗物密度目标的详细计算。
2020-02-10 hep-ex hep-ph
Searching Dark Photons using displaced vertices at Belle II -- with backgrounds
Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University（海德堡大学理论物理研究所）；Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Radboud University（拉德堡德大学数学、天体物理学和粒子物理研究所）；Nikhef（荷兰国家核子和亚原子物理研究所）
Belle II实验通过偏移顶点技术寻找暗光子，探讨了背景影响及灵敏度问题。
2023-12-19 hep-ex hep-ph
Displaced Higgs production in Type-III Seesaw at the LHC/FCC, MATHUSLA and Muon collider
在这篇文章中，我们探讨了在LHC/FCC和μ子对撞机上的标准模型的III型跷跷板扩展中，从重费米子衰变中产生位移希格斯粒子的可能性。位移的重费米子和希格斯玻色子可以通过测量与$b$ -喷流一起的带电轻子的位移带电径迹来追溯。一个很小的汤川耦合可以导致两个连续的位移衰变，这使得现象更加有趣。横向和纵向位移衰变长度的前景进行了广泛的研究，在LHC/FCC的背景下，提高。由于部分子分布函数的存在，纵向助推产生的位移比横向助推产生的位移大，可以达到MATHUSLA甚至更大。通过末态的可见部分，纵向测量确实是可能的，它捕获了关于纵向动量的完整信息。在LHC/FCC的质心能量为14，27和100 TeV，分别进行了比较研究。本文对质心能量为3.5，14和30 TeV的μ子对撞机进行了分析，并讨论了碰撞发生在质心系中的可能性。与LHC/FCC相反，这里的横向动量发散，然而，由于每次碰撞的总动量恒定，两个方向的最大范围是相同的。的汤川耦合和费米子质量的范围进行评估的对撞机。FCC在100 TeV可以探测4.25 TeV的质量和最低的汤川耦合$\mathcal{O}(5 \times 10^{-11})$。
2022-03-16 hep-ph
Tumblers: A Novel Collider Signature for Long-Lived Particles
在本文中，我们指出了一个新的签名的物理学超越了标准模型，这可能会被观察到在大型强子对撞机（LHC）和未来的对撞机。这个特征在标准模型的许多扩展中自然出现，是由不稳定的长寿命粒子沿着同一衰变链连续衰变产生的多个位移顶点造成的。我们把这样一个置换的顶点序列称为“n”。“我们研究了在LHC上观察翻转器的前景，并评估了翻转器签名可以在多大程度上与新物理学的其他签名区分开来，这些签名也涉及同一对撞机事件中的多个位移顶点。作为这种分析的一部分，我们还开发了一个程序，用于重建相应衰变链中所涉及的粒子的质量和寿命。我们发现，发现和区分不倒翁的前景，可以大大提高利用精确的定时信息，如将提供的CMS定时层在高光度LHC。因此，我们的分析提供了强大的额外的动机，继续努力，以提高对撞机探测器在LHC及以后的计时能力。
2022-11-10 hep-ex hep-ph
Disappearing charged tracks in association with displaced leptons from supersymmetry
在这篇文章中，我们讨论了一个典型的对撞机签名模型的规范介导的超对称性破缺，其中的选择子和晕子是质量简并的co-NLSP。在这些模型中，所有涉及超伴子的过程都会产生两个NLSP选择子或介子，每一个随后都会衰变为一个几乎没有质量的LSP引力子和一个电子或μ子。在参数空间的大区域中，NLSP在衰减之前行进0.1-1000 mm量级的宏观距离。因此，这些模型产生了对撞机签名，涉及在顶点处结束的带电轨道，这些轨道在检测器体积内，但相对于原始碰撞点发生位移，从原始碰撞点发射电子或μ子。为了探测这类模型，我们提出了一个搜索消失的带电轨道与位移的电子或μ子。
2014-11-03 hep-ex hep-ph
Density dependent displaced vertex signatures as a novel probe of light dark sector scalars at the LHC
该研究提出在LHC中利用ATLAS和CMS互补的探测器设置，通过密度相关的位移顶点特征信号，对暗能量动力学理论预言的轻暗区标量进行探测，为超出标准模型的新物理提供了新现象学探针。
2024-08-29 hep-ex hep-ph
Displaced Vertex and Disappearing Track Signatures in type-III Seesaw
通过寻找由$SU(2)_L$三重态费米子（$Σ$）衰变产生的消失径迹和位移顶点签名，研究了在各种对撞机实验中探测III型跷跷板中微子质量产生机制的前景.由于$Σ$主要是在对撞机上通过电弱规范相互作用产生的，因此它的产生速率由它的质量唯一决定。我们发现，一个质量为几百GeV的$Σ$粒子产生一个消失的轨道签名从其带电成分的衰变，这可以在HL-LHC搜索。此外，我们表明，如果最轻的中微子观测到的质量约为$10^{-9}$ eV，中性成分的$Σ$可以发现在建议的MATHUSLA检测器。我们还表明，可以观察到在LHeC和FCC-他作为一个位移的顶点签名的质量为几百GeV的$Σ$的带电分量。
2021-03-08 hep-ex hep-ph
Displaced Vertices from Pseudo-Dirac Dark Matter
在大型强子对撞机的暗物质搜索中，位移顶点是相对不寻常的特征。我们重新审视了伪狄拉克暗物质（pDDM）的模型，它可以容纳正确的遗物密度，逃避直接检测的限制，并一般提供可观察的碰撞签名的形式位移顶点。我们使用这个模型作为基准来说明分析中涉及的一般技术，单喷和位移顶点搜索之间的互补性，并提供了一个全面的研究，目前的界限和前景达到。
2018-06-21 hep-ph
Dark Photons and Displaced Vertices at the MUonE Experiment
本文指出MUonE实验凭借其高分辨率径迹探测器，可有效搜索轻弱相互作用粒子产生的位移顶点，并对质量10-100 MeV、混合参数10^-5至10^-3的暗光子具有极佳灵敏度。
2023-05-05 hep-ex hep-ph
Event characterization of dark bosons via exotic Higgs decays with final states of displaced dimuons in high luminosity era of the LHC
我们调查的潜在范围的搜索长寿命/提示暗矢量玻色子$Z_D$，也称为暗$Z$，并提示暗希格斯玻色子$h_D$通过奇异的衰变观察到的希格斯玻色子$h$到$Z_DZ_D$，$h_Dh_D$，或$ZZ_D$与$Z$是超荷规范玻色子。通过希格斯门的$Z_D$产生是通过两种机制之一完成的，即$Z_D$与$Z$的动力学混合和$h_D$与$h$的混合。考虑了$h$的所有产生模式，同时使用{ \textsc{MadGraph5} }\_aMC@NLO v2.7.2框架在Monte Carlo模拟中计算支化分数。我们专注于多个双μ子的最终状态，位移到\mbox{7500 mm}，其中μ子可以使用运行~3中收集的ATLAS和CMS探测器的数据在没有顶点约束的情况下重建。分别用137、300和3000 fb $^{-1}$的Run 2、Run 3和高光度运行（HL-LHC）的积分光度来估计大型强子对撞机对每种衰变模式的预期搜索灵敏度。
2022-11-22 hep-ex hep-ph
Displaced vertex signatures of doubly charged scalars in the type-II seesaw and its left-right extensions
具有同位旋三重态标量$Δ_L$的II型跷跷板机制为观测到的中微子质量之小提供了最令人信服的解释之一。三重态包含一个带双电荷的组分$H_L^{\pm\pm}$，它主要衰变为同号的双轻子或一对$W$玻色子，这取决于三重态真空期望值的大小。然而，存在着一系列的汤川耦合$f_L$的三重态的带电轻子，其中一个相对轻的$H_L^{\pm\pm}$往往是长期的，从而引起不同的位移顶点签名在高能对撞机。我们发现，在高亮度LHC上，用$10^{-10} \lesssim |f_L| \lesssim 10^{-6}$和45.6 GeV $< M_{H_L^{\pm\pm}} \lesssim 200$探测到的轻子衰变$H_L^{\pm\pm} \to \ell_α^\pm \ell_β^\pm$的位移顶点信号可以探测到一个很宽的参数空间.类似的灵敏度也可以在未来的1 TeV $e^+e^-$对撞机上实现。在未来的100 TeV质子-质子对撞机上，质量范围可以扩展到大约500 GeV。类似的结论适用于TeV尺度左右对称模型中的右手三重态$H_R^{\pm\pm}$，这提供了II型跷跷板的自然嵌入。我们发现位移的顶点信号在很大程度上与LHC的同号双轻子对搜索和低能、高强度/高精度的测量（如无中微子双β衰变、带电轻子味破坏、电子和μ子反常磁矩、μ子振荡和Møller散射）是互补的。
2018-10-29 hep-ex hep-ph
Multi-track Displaced Vertices at B-Factories
我们提出了一个程序，在B-工厂的包容性，多轨道位移顶点搜索，预计将是低背景，并提供良好的敏感性，非最小的隐藏部门。多粒子隐藏扇区通常包括长寿命粒子（LLP），这是由于近似对称性，我们分类的可能衰变的GeV尺度的LLP的有效场论框架。考虑到几种LLP生产模式，包括暗光子和暗希格斯玻色子玻色子，我们研究了LLP搜索的敏感性与不同数量的位移顶点每个事件和轨道要求每个位移顶点，显示包容性搜索可以有很大范围的隐藏扇区模型，否则不受当前或计划的搜索的敏感性。
2021-06-10 hep-ex hep-ph
Singlet-Doublet Dark Matter Freeze-in: LHC displaced signatures versus cosmology
我们研究了弱耦合区的单重态-二重态暗物质模型，其中的暗物质丰度是通过冻结机制得到的。由于小的耦合，模型中较重的粒子在对撞机实验的典型尺度下具有长寿命的衰变长度。我们分析的碰撞机签名的模型，其特征在于位移$h$和$Z$玻色子加上丢失的动量，采用当前的大型强子对撞机搜索位移顶点和丢失的能量显着约束的参数空间的模型。我们还考虑到我们的光暗物质候选人从莱曼- $α$森林约束相关的宇宙学边界。我们的分析强调了在大型强子对撞机和宇宙学的暗物质候选人，其遗迹丰度是通过冻结机制获得的位移签名之间的相互作用。
2018-09-12 hep-ph
Tagging a jet from a dark sector with Jet-substructures at colliders
如果暗扇区是在一个封闭的隐规范群下带电的，那么暗扇区的现象就变得复杂了。在这种模型中，在高能对撞机上产生的暗部分子簇射并强子化为暗介子团。暗介子然后衰变为可见粒子，并产生类似喷流的信号，在这项工作中被称为“暗喷流”。暗喷流的对撞机信号依赖于暗介子的性质。例如，一个有限寿命的暗介子将提供位移的顶点或位移的径迹，因此人们可以用这些位移的物体来标记暗喷流。然而，如果暗介子的寿命是碰撞可忽略的（太短而不能表现出位移的顶点），那么将很难区分暗喷流和SM QCD喷流。在这项工作中，我们提出了一个新的标记策略，以确定暗喷从QCD背景。这种策略是基于射流子结构分析。我们研究了各种射流子结构变量，并找出具有良好的判别能力的变量。我们的结果表明，通过结合多个喷注子结构变量，可以区分暗喷注和QCD背景，从而提高了对撞机暗扇形搜索的灵敏度。
2020-04-19 hep-ph
Soft displaced leptons at the LHC
软位移轻子是与标准模型弱耦合的压缩暗扇区的典型对撞机特征。主要的目标是暗物质的情况下，共同散射或共同湮灭设置的遗迹丰度冻结。在大型强子对撞机上，寻找软位移轻子受到来自强子或τ轻子衰变的大背景的挑战。在这篇文章中，我们提出了一个分析量身定制的位移轻子在20 GeV的低横向动量阈值。使用神经网络，我们进行了全面的分析事件的运动学，包括研究预期的检测效率和背景在小动量。我们的结果表明，弱尺度粒子衰变为软轻子的衰变长度在1毫米和1米之间，可以探测LHC运行2的数据。这激发了对专用触发器的需求，以最大限度地提高对移位软轻子的灵敏度。
2020-11-23 hep-ex hep-ph
Displaced Lepton Jet Signatures from Self-Interacting Dark Matter Bound States
我们在大型强子对撞机上研究自相互作用的暗物质特征。当$pp$碰撞中的重赝引力产生暗光子时，介导暗物质自相互作用的轻暗光子可以束缚暗物质粒子以形成束缚态。束缚态可以进一步湮灭成一对增强的暗光子，随后通过动力学混合入口衰变成带电轻子，导致引人注目的位移轻子喷流信号。在调整ATLAS实验中使用的分析后，我们探索了在$13~{\rm TeV}$运行时模型参数的范围，其中积分亮度为$300~{\rm fb^{-1}}$。对于重的暗物质，位移轻子喷流搜索可以超过传统的单喷流信号，在设定的伪暗物质的质量下限。如果探测到一个正信号，我们可以探测暗物质质量和暗耦合常数后，结合位移轻子喷流和单喷流搜索。我们进一步证明了CMS双μ子搜索对暗光子的末态辐射是敏感的。我们的研究结果表明，在寻找暗物质的自相互作用性质时，陆地对撞机实验补充了星系的天文观测。
2019-09-09 hep-ph
Reconstructing particle masses in events with displaced vertices
我们提出了一个简单的方法来提取粒子质量给定一个位移顶点签名事件拓扑结构中，两个长寿的母粒子衰变为可见粒子和一个看不见的女儿。母粒子可能是带电的，也可能是中性的，而中性的子粒子可能对应于不同模型中的暗物质粒子。该方法允许通过使用壳条件和能量-动量守恒来提取父和子质量，除了父的位移衰变位置之外，这允许在逐事件的基础上完全求解运动学方程。我们通过包括探测器效应的模拟来证明该方法的有效性。如果在大型强子对撞机（LHC）的发现搜索中看到位移事件，则可以应用这种技术。
2018-03-21 hep-ex hep-ph
Long live the Higgs portal!
在费米子暗物质的希格斯门模型中，标量耦合被来自直接探测实验的强边界抑制。因此，热暗物质遗迹必须与介质共存于暗粒子的压缩光谱中。小的耦合和小的质量分裂导致缓慢的介质衰减，留下的签名与位移的顶点或消失的轨道碰撞。我们进行了一个全面的分析，在大型强子对撞机的最小的暗物质模型的背景下，一个自然的小希格斯门，也被称为在超对称的维诺-比诺方案的长寿介质。目前对消失的带电径迹和移位的硬轻子的研究已经排除了目前直接和间接探测实验无法探测的微小门户耦合。对于更大的门户网站的耦合，我们预测新的签名与位移软轻子，这是可访问的运行II数据。位移粒子的磁共振是敏感的弱耦合介质的质量高达TeV的规模，远远超出了即时信号的范围。
2019-07-10 hep-ex hep-ph
Displaced tracks as a signal of dark matter co-annihilation: a case study using inert doublet model at $e^+e^-$ collider
Indian Institute of Technology, Guwahati（印度加尔各答理工学院）；Wilczek Quantum Center, Shanghai Institute for Advanced Studies（韦泽克量子中心，上海高等研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）
本研究以惰性二重态模型为例，探讨正负电子对撞机上暗物质共湮灭产生的 displaced 径迹信号，分析不同质量差下的信号转变，表明未来轻子对撞机可探测压缩暗物质场景的相关相互作用。
2026-10-15 hep-ph
Displaced or invisible? ALPs from $B$ decays at Belle II
本研究针对Belle II实验，提出B介子衰变产生类轴子粒子的不可见信号搜索新策略，分析了位移与不可见信号的互补性，显著提升了小耦合探测灵敏度，并明确了不同质量区间的最优探测方式。
2023-06-14 hep-ex hep-ph
Constraining long-lived particles from Higgs boson decays at the LHC with displaced vertices and jets
本文利用ATLAS位移顶点加喷流搜索的重铸，有效约束希格斯玻色子衰变产生的长寿命粒子，尤其对1-100毫米衰变长度敏感，补充了参数空间覆盖。
2024-08-21 hep-ex hep-ph
Faking SM Photons by Displaced Dark Photon Decays
一个轻的亚稳态暗光子衰变成准直的电子/正电子对可以在LHC上伪造一个光子，无论是转换的还是未转换的。详细的对象识别依赖于检测器的细节和重建策略。我们研究了基于ATLAS（CMS）检测器几何形状的假率，并表明它可以是O（1）与一般的参数选择。特别地，被登记为光子的概率是角度相关的。这种探测器效应会导致对新物理学某些性质的测量产生偏差。在本文中，我们考虑的情况下，暗光子的最终状态是从一个重共振衰变。因此，当确定共振的自旋时，探测器效应可以显著地影响结果。此外，如果来自重共振的衰变产物是一个光子和一个暗光子，其具有伪造双光子事件的大概率，则共振被允许是矢量。由于探测器的差异，ATLAS和CMS中测量的截面不一定匹配。此外，如果双光子信号由暗光子给出，则SM $Zγ$和$ZZ$最终状态不一定与$γγ$通道一起出现，这在我们的场景中是唯一的签名。这里研究的问题也与未来任何新的物理学研究有关，光子处于最终状态。讨论了未来区分暗光子衰变和实光子的可能途径。
2017-08-09 hep-ex hep-ph
A C++ program for estimating detector sensitivities to long-lived particles: Displaced Decay Counter
本文提出 C++ 数值工具 Displaced Decay Counter，可结合 MadGraph5、Pythia8 等模拟工具估算远端探测器对长寿命粒子模型的灵敏度，并以三个基准情景验证其探测器模型。
2024-07-03 hep-ex hep-ph
Probing displaced (dark)photons from low reheating freeze-in at the LHC
Facultad de Ingeniería, Universidad San Sebastián（塞巴斯蒂安大学工程学院）；Millennium Institute for Subatomic Physics at the High-Energy Frontier (SAPHIR)（高能前沿亚原子物理千年研究所（SAPHIR））；Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教大学物理研究所）；Instituto de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de la República（共和国大学理学院物理研究所）；Sección Física, Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú（秘鲁天主教大学科学院物理组）
该研究通过引入暗光子和伪标量场，探讨低温冻结机制下暗物质的生成及LHC上通过希格斯衰变信号的检验。
2026-02-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Emerging Jets Displaced into the Future
我们研究了未来的长寿命粒子实验的潜力，以探测暗QCD模型，功能新兴射流。本分析的核心集中在横向探测器AL 3X，ANUBIS，CODEX-b和MATHUSLA，因为它们覆盖了最相关的参数空间，尽管也探索了高度向前的实验MAPP，FORMOSA和FASER。计算探测器的几何覆盖范围，并将其用于确定针对不同基准模型的集合测量的信号事件和运动学分布的数量。这是用来映射出新兴射流参数空间的发现潜力。虽然所有的实验都显示出一定的范围，但AL 3X，ANUBIS和MATHUSLA是最有希望探索暗QCD新兴喷流参数空间的实验。
2021-12-10 hep-ex hep-ph
Freeze-In Dark Matter with Displaced Signatures at Colliders
暗物质（$X$）可能是在早期物质主导（MD）时代由TeV尺度的新物理学产生的，该时代结束于温度$T_R \ll {\rm TeV}$。与传统的辐射主导（RD）的结果相比，从冷冻出和冷冻过程的产量大大抑制稀释熵产生，使冷冻出不太合理，同时允许成功的冷冻在一个更大的耦合强度。冻结通常由热浴的颗粒$B$的衰变（$B \rightarrow X$）主导。对于相关宇宙学参数空间的很大一部分，产生观测到的暗物质丰度所需的衰变率导致大型强子对撞机和未来对撞机上的位移信号，对于${\rm keV} < m_X < m_B$范围内的任何$m_X$和这些对撞机可访问的$m_B$值。这一结果适用于早期MD时代是否出现后，传统的通货膨胀，当PDMATHAMT是通常的再热温度，或是一个通用的MD时代与替代的起源。在前一种情况下，如果$m_X$大到足以从运动学测量，则可以提取再热温度$T_R$。我们的结果与$B \rightarrow X$的具体粒子物理实现无关，并且可以通过后膨胀（一般MD）宇宙学中维数小于8（4）的任何算子来实现。DFS轴子理论提供了一个有趣的例子，它具有TeV尺度的超对称性和质量为GeV到TeV的轴子暗物质，这在传统的RD宇宙学中通常是过度产生的。如果$B$是希格斯玻色子，那么$\tilde h$、希格斯玻色子、W和Z粒子就会出现在位移衰变$\tilde h \rightarrow h …
2015-12-17 hep-ph
Probing the "$μ$ from $ν$" supersymmetric standard model with displaced multileptons from the decay of a Higgs boson at the LHC
“$μ$ from $ν$“超对称标准模型（$μν$ SSM）解决了$μ$ -问题，并利用一组常用的右手中微子超场同时再现了中微子测量数据。最近，大型强子对撞机揭示了第一个标量玻色子，这自然使它诱人的测试$μν$ SSM在这个新发现的光。我们表明，这个新的标量，而衰减到一对不稳定的长寿命的中性伴子，可以导致一个独特的信号与非提示多轻子。伴随着对撞机分析，我们表明，这个信号提供了一个明确无误的签名的模型，与轻neutralinos明显。这个信号的证据是很好的设想与复杂的位移顶点分析，这值得实验的关注。
2013-06-17 hep-ex hep-ph
Searching for dark jets with displaced vertices using weakly supervised machine learning
针对LHC中暗夸克产生的带位移顶点的暗喷注搜索场景，提出一种弱监督机器学习搜索策略，经玩具信号测试可行，部分场景优于传统阈值法且更不依赖模型。
2023-08-23 hep-ph
A New Probe for Long-Lived Particles at Higgs Factories: Displaced Photons in the Hadronic Calorimeter
针对未来Z pole希格斯工厂中单光子搜索LLP时本底过强的问题，提出利用强子量能器桶部的位移光子信号的新策略，可大幅提升对光子门户型长寿命粒子的探测灵敏度。
2025-10-30 hep-ex hep-ph
Exploring properties of long-lived particles in inelastic dark matter models at Belle II
非弹性暗物质模型是研究$O(1)$ GeV以下轻暗物质的一种流行模型。如果DM激发态和基态之间的质量分裂足够小，则共湮灭成为热残余密度的主要通道，DM激发态可以在对撞机尺度上长寿命。我们研究标量和费米子非弹性暗物质模型$ {\cal O}(1) $ GeV DM在Belle II与$ U(1)_D $暗规范对称性破缺到其$Z_2$子群。我们着重研究了DM激发态衰变中的双轻子位移顶点特征。借助Belle II的精确位移顶点探测能力，我们可以探索DM自旋、质量以及DM激发态和基态之间的质量分裂。特别地，我们证明了标量和费米子DM候选者可以区分，DM扇区的质量和质量分裂可以在一些基准点的偏差百分比内确定。此外，还研究了解释μ子$(g-2)_μ$过剩的允许参数空间，它可以在Belle II实验早期的位移顶点分析中被涵盖。
2021-04-16 hep-ex hep-ph
Displaced vertices in GMSB models at LHC
我们考虑最小规范介导的超对称破缺模型，其中下一个最轻的超对称粒子是一个中性伴子，其衰变长度足够大，可以在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上被检测到。我们分析了LHCb实验的潜力，以确定这些模型的发现范围，并发现LHCb将能够探测到能量突破尺度为Λ= 130 TeV的模型。
2013-06-24 hep-ph
Displaced Vertex signatures of a pseudo-Goldstone sterile neutrino
中微子质量产生的低尺度模型通常以质量在GeV-TeV范围内的无菌中微子为特征，这些中微子可以通过与标准模型中微子混合在对撞机上产生。我们考虑了另一种情况，其中不育中微子产生于较重粒子的衰变中，使得其产生截面不依赖于活性-不育中微子混合角。混合角可以通过无菌中微子的衰变来获得，只要它们导致可观察到的位移顶点。我们提出了一个明确的实现这种情况下，不育中微子是一个伪南布-戈德斯通玻色子的超对称合作伙伴，并产生在衰变的希格西诺类neutralino和charginos。该模型用少量参数预测了活跃-惰性中微子的混合角。我们表明，一个无菌中微子的质量在几个10 GeV和200 GeV之间可以导致可观察到的位移顶点在大型强子对撞机，并概述了实验重建其混合角的策略。
2021-02-04 hep-ex hep-ph
Probing gaugino coannihilation with displaced vertex searches
超对称理论中的类比诺暗物质往往会产生过剩。这个问题可以避免，如果有另一个高吉诺，其质量接近的双质量，使它提高湮灭率的双暗物质通过共同湮灭。我们在高尺度超对称模型中研究了这种可能性，并表明搜索具有位移顶点的长寿命粒子可以在即将到来的LHC实验中测试bino-gaugino共湮灭场景。
2016-06-11 hep-ph
Displaced Vertices from X-ray Lines
我们提出了一个简单的模型，弱尺度热暗物质，产生X射线线。暗物质由两个接近弱尺度的近简并态组成，它们在早期宇宙中通过与标准模型下带电的稍重的态共湮灭而被热填充。X射线线是由较重的暗物质通过辐射偶极跃迁衰变为较轻的物质而产生的，衰变的速度与宇宙的年龄相比是很慢的。该模型预测了在大型强子对撞机上可观测到的信号，其形式是具有丢失能量和位移轻子和喷流的奇异事件。作为一个应用程序，我们展示了这个模型可以解释最近观察到的3.55 keV X射线线。
2014-09-09 hep-ph
Long Live the Higgs Factory: Higgs Decays to Long-Lived Particles at Future Lepton Colliders
我们开始研究的外来希格斯衰变到长寿命粒子（LLP）在拟议的未来轻子对撞机，专注于方案与位移强子末态。我们的分析需要一个现实的跟踪器为基础的搜索策略，涉及重建的位移次顶点和实施适当的选择削减消除最大的不可约的背景。预计的灵敏度与LHC的灵敏度具有广泛的竞争力，并且在较低的LLP质量下可能更优越。除了预测分支比的限制，这可能是自由地解释在各种模型框架，我们解释我们的结果在参数空间的希格斯门隐谷和各种化身的中性自然，说明直接搜索LLP和精确的希格斯耦合测量在未来的轻子对撞机之间的互补性。
2018-12-13 hep-ph
Dark Higgs-strahlung at Belle II: A distinctive dark sector signature with displaced vertices and missing energy
本文研究了正负电子对撞机中伴随暗Higgs发射的暗光子过程，指出其产生的位移顶点和缺失能量特征能有效抑制背景，Belle II实验可借此显著提升对暗物质模型的探测灵敏度。
2025-08-12 hep-ph
Heavy Neutral Leptons without Prejudice
该研究以模型无关方式解耦混合角与汤川耦合，系统评估HL-LHC、FASER及FCC-ee对惰性重中微子瞬发、位移和长寿命衰变的探测灵敏度，揭示精确希格斯测量与位移搜索的关键作用。
2025-04-11 hep-ex hep-ph
Kinetic mixing between a Higgs and a nearly degenerate Dark scalar: oscillations and displaced vertices
超越标准模型的扩展允许规范单重标量与希格斯粒子动力学耦合。我们考虑暗标量规范单重态\emph{nearly degenerate}与希格斯粒子之间的动力学混合，着重于混合现象的\emph{dynamical}方面。重整化程序是通过获得单圈有效作用量来实现的，它产生了一个有效的非厄米哈密顿量来研究混合动力学。标量希格斯粒子成为质量本征态的相干叠加，因此动力学混合导致了与中性介子混合惊人相似的振荡和共同的衰变通道。近简并产生动力学耦合的\emph{enhancement}。对于小的动力学混合，我们发现，质量本征态具有不同的寿命，这导致在很大程度上分离的时间尺度的演变，随着重要的相干性方面从黑暗标量希格斯干涉。尺度的广泛分离表现为位移的衰变顶点，这可能是动力学混合的一个潜在的实验信号。
2017-11-13 hep-ph hep-th
Searching for displaced vertices with a gaseous tracker for a future e$^+$e$^-$ Higgs factory
本研究在国际直线对撞机的国际大型探测器上开展全模拟，利用时间投影室的位移顶点寻找长寿命粒子，分析两类实验难点场景，给出宽寿命范围的信号截面预期上限。
2025-01-12 hep-ex hep-ph
Heavy Neutral Leptons and displaced vertices at LHC
重中性轻子存在于许多标准模型之外的理论中，有时可以在目前的对撞机上获得。根据它们的质量和耦合，它们可能是长期存在的，并导致顶点移位的事件，从而由于低标准模型背景而产生有希望的签名。我们重新审视了大型强子对撞机的潜力，发现这种新的粒子通过搜索位移顶点，它可以探测质量的几个GeV的混合目前允许的实验约束。我们还讨论了考虑所有可能的生产渠道，包括生产与轻中微子的重要性，以充分探索这个区域的参数空间。
2018-08-12 hep-ph
Sub-GeV dark matter and multi-decay signatures from dark showers at beam-dump experiments
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Graz（格拉茨大学）；CERN（欧洲核子研究组织）
研究强相互作用暗扇区模型中，通过有效算符产生暗夸克并在束流倾注实验和正负电子对撞机中产生暗喷流，利用位移顶点搜索探测轻且长寿命的暗介子，评估NA62、BaBar现有约束及SHiP、Belle II灵敏度，发现SHiP可能探测到单事件中多个位移顶点从而揭示暗扇区结构。
2026-06-03 hep-ex hep-ph
Extraction of neutrino Yukawa parameters from displaced vertices of sneutrinos
我们研究了在一个次最小超对称标准模型中，在大型强子对撞机（LHC）中可能出现的中微子对的位移签名，并补充了触发I型跷跷板机制的右手中微子。我们展示了如何建立这样的签名，通过一个沉重的希格斯门在轻子和强子衰变的sneutrinos的存在。最后，我们说明了如何汤川参数，后者可以提取拟合运动学量有关的相应的两个位移顶点，从而表征中微子质量生成的基本机制的动力学。我们显示我们的数值结果的情况下，目前和高亮度LHC。
2021-05-21 hep-ph
Probing Neutrino Compositeness with Invisible and Displaced Signals
INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀米特研究所）；Galileo Galilei Institute for Theoretical Physics（伽利略·伽利莱理论物理研究所）
研究中微子与隐含 sterile 部门耦合的可能性，通过高能中微子束产生暗喷流，探索复合性参数空间的新信号。
2026-11-11 hep-ph
SUSY dark matter --A collider Physicist's Perspective--
超对称暗物质及其与对撞机物理学的联系。
2003-05-17 hep-ex hep-ph
Probing Scalar-Mediated Sterile Neutrinos with Gravitational Wave and Colliders Signals
本文构建含单态标量与惰性中微子的紫外完备标准模型扩展，利用跷跷板机制、电弱相变引力波和对撞机长寿命粒子位移顶点信号互补约束参数空间。
2025-09-28 hep-ph
Exotic Higgs decays into displaced jets at the LHeC
描绘希格斯玻色子需要研究它的非标准衰变模式。本文讨论了大型强子电子对撞机（LHeC）探测标准模型（SM）希格斯玻色子衰变产生的质量为$\gtrsim$ 10 GeV的标量粒子的前景。这些标量粒子主要衰变为底粒子对，在允许的参数空间的很大一部分中，它们获得了宏观寿命，因此产生了位移的强子顶点。LHeC提供了一个非常干净的环境，可以轻松识别这些最终状态，与强子对撞机形成鲜明对比，强子对撞机的压倒性背景和高堆积使这种搜索具有难以置信的挑战性。我们发现，LHeC提供了一个独特的窗口的机会，检测标量粒子的质量之间的10 GeV和一半的SM希格斯质量。在希格斯门的情况下，我们可以测试混合角的平方，$\sin^2 α$，低至$10^{-5} - 10^{-7}$，精确值取决于新标量的真空期望值。我们的结果也提出了在一个模型独立的方式在寿命-分支比和质量-分支比平面。我们已经发现，希格斯玻色子的奇异分支比在次百分比水平上可以探测到，标量衰变长度在$10^{-4}$ m $\lesssim c τ\lesssim 10^{-1}$ m范围内。参数空间的预期覆盖范围大大超过了高光度大型强子对撞机通过不可见的希格斯分支比间接达到的公开灵敏度。
2021-01-06 hep-ph
Shedding Light on Dark Matter at Colliders
暗物质仍然是我们这个时代基础物理学中最令人困惑的谜团之一。在高能物理对撞机上进行的实验有望揭示其本质并确定其性质。本文综述了最近在大型强子对撞机上对暗物质特征的研究，并讨论了未来e+e对撞机的相关前景。
2013-11-21 hep-ex hep-ph
The Pursuit of Dark Matter at Colliders - An Overview
暗物质是基础物理学的主要难题之一，也是一个多元化、多管齐下的研究计划的目标。地下和天体物理学的研究寻找宇宙中的暗物质粒子，要么通过直接相互作用，要么通过寻找暗物质湮灭。相反，粒子对撞机可能在实验室中产生暗物质，并能够探测所有基本的相互作用。它们对低质量的暗物质敏感，在更高质量时提供补充信息，并受到不同的系统不确定性的影响。因此，对撞机搜索是跨学科暗物质搜索策略的重要组成部分。本文重点介绍了近年来对撞机暗物质研究的实验和唯象发展及其与更广泛领域的联系。
2018-04-11 hep-ex hep-ph
Interplay of inert doublet and vector-like lepton triplet with displaced vertices at the LHC/FCC and MATHUSLA
本文研究了$Z_2$奇的惰性Higgs二重态暗物质与类矢量轻子三重态的相互作用，通过压缩质量谱和小Yukawa耦合实现共湮灭与位移衰变，并在LHC、FCC-hh及MATHUSLA探测器中探讨无强子位移多轻子信号的探测。
2024-03-23 hep-ph
Mono-everything: combined limits on dark matter production at colliders from multiple final states
在粒子对撞机上产生暗物质的实验是对直接探测和间接探测实验的补充，对小质量（$m_χ<100$ GeV）的物质特别有效。一个重要的对撞机暗物质特征是由于一对这些不可见的粒子与标准模型粒子的初始态辐射的产生。目前，对撞机搜索使用单个和几乎正交的最终状态来搜索初始状态的喷流，光子或大质量规范玻色子。我们将这些结果结合在最终状态和实验中，在有效场论的背景下给出最强的基于当前对撞机的限制，并将这些限制映射到暗物质与原子核的相互作用和暗物质的自我annihilation。
2013-07-12 hep-ex hep-ph
Dark Matter Implications for Linear Colliders
暗物质的存在是目前物理学超越标准模型的最强动力之一。它对未来对撞机的影响进行了讨论。在中性伴子暗物质的情况下，宇宙学边界不能提供有用的超伴子质量上限。然而，在简单的模型中，宇宙学的考虑确实意味着要在500 GeV的线性对撞机上观察到超对称性，在LHC之前必须出现一些超对称性的特征。
2000-12-20 hep-ex hep-ph
