Neutrinos and gamma rays from long-lived mediator decays in the Sun
我们研究的情况下，暗物质（DM）粒子可以被捕获和积累在太阳中，随后湮灭成一对长寿命的介质。这些介质可以在太阳或太阳之外进一步衰变。与DM粒子直接湮灭成靠近太阳核心的标准模型粒子的标准情景相比，这里我们还获得了伽马射线和带电宇宙射线的通量。我们使用一个完整的太阳三维模型模拟这种情况，并包括相互作用和中微子振荡。特别是，我们进行了一个模型独立的研究中微子和伽马射线通量之间的互补性，通过比较最近的搜索从冰立方，超级神冈，费米-LAT，ARGO和HAWC。我们发现，当介质在太阳中进一步衰变时，所产生的中微子通量在高能量下明显更高。我们还发现，伽马射线搜索比中微子搜索这些模型上的约束更强，即使在介质主要在太阳内部衰变的情况下，除了在大约内部10%的太阳中微子搜索更强大。我们提出了我们的结果在一个模型独立的方式，并发布了一个新版本的WimpSim代码，可用于模拟这种情况下的任意调解人模型。
2019-11-13 astro-ph.HE hep-ph
Prospects of a Search for Neutral, Long-Lived Particles using Photon Timing at CDF
我们提出了寻找中性的，长寿命的粒子衰变到光子使用他们的到达时间测量与新安装的EMTiming系统在CDF的前景。使用GMSB $\tildeχ_{1}^{0}\toγ\tilde{G}$模型，我们估计预期的95%置信水平的排斥区作为中性伴子质量和寿命的函数。我们发现，单光子和双光子分析的组合应该允许运行II中的Tevatron在LEP II处容易地从ALEPH扩展排除区，并覆盖理论上有利的部分$m_{\tilde{G}}$ <几keV/c^2 GMSB参数空间。
2004-10-19 hep-ph
Prospects of searches for long-lived charged particles with MoEDAL
我们研究了在大型强子对撞机上用MoEDAL探测器寻找外来长寿命粒子的前景，假设在运行3结束时预计的积分光度为30 fb $^{-1}$。能源和发展部在距离相互作用点几米处安装了核径迹探测器，这些探测器对任何高度电离粒子都很敏感。因此，MoEDAL能够分别检测具有低速度$β< 0.15$或$< 0.3$且寿命大于${\cal O}(1) \,{\rm m}/c$的单电荷或双电荷粒子。我们研究了MoEDAL对各种长寿命单电荷超对称粒子和几种具有不同自旋和SU（2）电荷的双电荷长寿命粒子的灵敏度。我们比较了未来的MoEDAL质量达到目前的限制，从ATLAS和CMS，其中涉及辅助分析假设。MoEDAL对双电荷费米子的搜索尤其具有竞争力。
2020-04-30 hep-ex hep-ph
Long-lived stops in MSSM scenarios with a neutralino LSP
本文研究了在以中性伴子为最轻超对称粒子的超对称模型中存在长寿命的终止夸克的可能性。我们研究了亚稳态停止对超粒子质量谱和暗物质密度的影响。我们发现，为了获得足够长的停止寿命，以便在LHC实验中作为稳定的R-强子被观察到，我们需要微调停止和LSP之间的质量简并相当大。这增加了终止-中性伴子共零化的截面，使得中性伴子残余物的密度低于WMAP在终止质量约为1.5 TeV/c^2时的预期值。然而，如果这样的场景在自然界中实现，我们证明了长寿命的停止将在LHC中产生，并且在设计光度下运行一年后，可以检测到质量高达1 TeV/c^2的基于停止的R-强子。
2010-03-23 hep-ph
Searching for light long-lived neutralinos at Super-Kamiokande
轻中性伴子可以从宇宙线空气簇射中产生的介子衰变中大量产生。在R宇称破坏（RPV）超对称模型的背景下，这些中微子可以是长寿命的粒子，这意味着它们能够到达地球表面，并在大型中微子探测器的仪器体积内衰变。在这封信中，我们使用大气中微子数据从超级神冈实验中获得新的约束RPV耦合参与生产长寿命的轻中性子从带电的$D$介子和K介子衰变。我们的研究结果突出了中微子探测器寻找长寿命粒子的潜力，通过证明可以探索尚未受到任何固定目标或对撞机实验约束的参数空间区域。
2021-08-20 hep-ex hep-ph
Data Driven Search in the Displaced $b\bar{b}$ Pair Channel for a Higgs Boson Decaying to Long-Lived Neutral Particles
本文提出了一个新的搜索通道的建议，希格斯玻色子玻色子衰变到两个长寿命的中性粒子，其中每一个衰变到$b\bar b$在一个位移的顶点。所考虑的衰变长度是这样的，即衰变发生在LHC束管内。我们提出了一个新的数据驱动的分析，使用射流子结构和属性的轨道从高度位移的顶点。我们考虑一个125 GeV的希格斯玻色子玻色子模型，该模型具有通过这种模式衰变的显著分支分数，长寿命的中性粒子具有15- 40 GeV的质量范围和与束管半径相称的衰变长度。这样的信号可以很容易地观察到的积分亮度为19.5 fb $^{-1}$在8 TeV的大型强子对撞机。
2013-12-02 hep-ph
Long-Lived Staus and Displaced Leptons at the LHC
由于大多数大型强子对撞机的搜索都集中在快速签名上，因此特定的长寿命粒子有可能被ATLAS和CMS系统的新物理程序所忽视。虽然在许多情况下，长寿命的超粒子现在严格限制现有的异国情调的搜索，我们指出，高度动机的规范调解模型与斯塔斯作为次轻超粒子（NLSP）已收到较少的关注。我们重铸大型强子对撞机搜索重稳定带电粒子，消失的轨道，和相反的味道轻子与大碰撞参量，以评估目前的各种光谱，包含一个NLSP状态的约束，并发现部分的参数空间的自然性的动机仍然是实验未探索。我们还注意到目前的实验搜索计划中的一个差距：具有大碰撞参量的相同味道的轻子避开了现有的长寿命物体搜索套件。这一差距尤其值得注意，因为在迅速的新物理搜索中对位移轻子的否决可能会系统地丢弃这些事件。我们讨论了几个有动机的模型，可以表现出相同的味道位移轻子：规范调解与co-NLSP slepton，扩展规范调解，R-宇称违反，和轻子味的暗物质冻结在早期宇宙的物质主导时代。为了解决这一差距，我们提出了一个简单的扩展CMS搜索轻子大碰撞参量，并在13 TeV的项目敏感性，这些情况下。在整个分析过程中，我们强调了几种方法，LHC搜索异国情调的长寿命物体可能会提高他们的灵敏度位移轻子起源于规范调解和超越。
2016-04-14 hep-ph
CMS Hardware Track Trigger: New Opportunities for Long-Lived Particle Searches at the HL-LHC
计划升级的CMS探测器可以在硅跟踪器中找到每一次LHC碰撞的轨迹，并将它们用于第一级（硬件）触发决策。到目前为止，CMS合作的研究集中在惩罚性堆积环境中保持整体触发性能。我们认为，轨道触发器的潜在功能要广泛得多，并可能为新的物理搜索提供开创性的机会。作为一个例子，为了便于社区讨论，我们使用一个简单的玩具模拟来研究罕见的希格斯粒子衰变成寿命为几毫米的新粒子。
2017-05-11 hep-ex hep-ph
Looking forward to photon-coupled long-lived particles IV: neutralino-ALPino/gravitino
本文研究亚GeV长寿命中性微子衰变为光子和ALPino或引力微子的超对称场景，纳入三体轻子衰变及电子散射等特征，并展示FASER2和SHIP可显著超越现有耦合常数限制。
2023-06-01 hep-ph
New Long Lived Particles Searches in Heavy Ion Collisions at the LHC
我们表明，重离子碰撞在大型强子对撞机提供了一个有前途的环境，寻找签名与位移顶点在动机良好的新物理方案。与质子碰撞相比，它们提供了几个优点，i）每次碰撞的部分子水平相互作用的数量更大，ii）没有堆积，iii）与质子碰撞相比，较低的瞬时光度允许用非常松散的触发器操作LHC实验，iv）有质子碰撞中不存在的新的产生机制。在目前的工作中，我们专注于第三点，并表明，修改的触发器单独可以增加数量级的可观察到的事件，如果长寿命的粒子主要产生低横向动量。我们的研究结果表明，从寻找新物理的角度来看，比铅轻的离子的碰撞是有动机的。我们以中微子最小标准模型中的重中微子为例说明了这一点。
2020-04-25 hep-ph
Complementarity between Cosmic String Gravitational Waves and long-lived particle searches in a laboratory
本文针对亚稳态长寿命粒子催化的早期物质主导时期，通过U(1)扩展暗区示例证明宇宙弦引力波探测与实验室长寿命粒子搜索的互补性，确定了对应实验的互补参数空间。
2025-11-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing Heavy Neutrino Magnetic Moments at the LHC using Long-Lived Particle Searches
本文提出利用LHC非指向光子的长寿命粒子搜索，探究惰性中微子的跃迁磁偶极矩，发现其对惰性-惰性偶极矩的探测灵敏度比LEP高两个数量级，对约700 GeV的活性-惰性偶极矩灵敏度极高，并结合轻子味破坏搜索可探测数TeV尺度新物理。
2024-08-28 hep-ph
Searches for long-lived dark photons at proton accelerator experiments
本文对寿命前沿实验可及的GeV尺度暗光子与轻暗物质参数空间进行统一计算，揭示理论不确定性对灵敏度的影响，并公开结果以指导未来搜寻。
2025-01-08 hep-ph
Collider Searches for Long-Lived Particles Beyond the Standard Model
粒子物理学的标准模型的实验检验发现与它的预言非常吻合。自从SM最初形成以来，实验对SM之外的现象（如重子不对称性和暗物质）的解释几乎没有提供指导。我们也不理解SM的美学和理论问题，尽管多年来在粒子对撞机上寻找超越标准模型（BSM）的物理学。一些BSM粒子可以在对撞机上产生，但如果重建和分析程序不匹配的粒子的特性，逃避被发现。一个例子是具有大寿命的粒子。随着对这种长寿命粒子（LLP）搜索的兴趣迅速增长，本文对该主题进行了综述。广泛的理论动机LLP和实验策略和方法来寻找他们的描述。从几十年的LLP搜索的结果进行审查，是在现有的和未来的实验搜索的下一代的机会。
2018-10-30 hep-ex hep-ph
Testing Leptogenesis and Seesaw using Long-lived Particle Searches in the $B-L$ Model
本文研究最小 $B-L$ 规范模型中 $Z^\prime$ 诱导的右手中微子产生，指出 FCC-hh 的长寿命粒子搜索可同时检验共振轻子生成与跷跷板机制。
2024-08-08 hep-ph
Long-lived neutralino and ultra-high energy cosmic rays
亚稳中性伴子衰变产生的次级光子对超高能宇宙线通量有贡献。在加速机制中，中性伴子的产生率太低，如果不以光子和中微子的形式发射出巨大的能量，就无法影响宇宙射线光谱。然而，在自上而下的模型中，源不集中在星系晕中，中性伴子衰变会显著改变光谱。我们估计了一个模型的参数，在这个模型中，来自中性伴子衰变的光子是能量高于10^20 eV的宇宙射线事件的原因，并为这个模型找出了独特的实验特征。
2002-11-20 astro-ph hep-ph
Prospects of Searches for Neutral, Long-Lived Particles which Decay to Photons using Timing at CDF
我们提出了寻找中性的，长寿命的粒子衰变到光子使用他们的到达时间测量与新安装的计时系统上的电磁量能器（EMTiming）的对撞机探测器在费米实验室（CDF）的前景。蒙特卡罗模拟表明，EMTiming可以提供来自具有长寿命和低提升的粒子的衰变光子之间的分离，以及来自标准模型背景的提示光子。使用规范介导的超对称性破缺（GMSB）$\tildeχ_{1}^{0}\toγ\tilde{G}$模型，我们估计一个准模型独立的灵敏度，仅使用直接中性伴子对生产，也估计预期的95%置信水平的排斥区域作为中性伴子质量和寿命的函数的所有超伙伴生产。我们发现，单光子和双光子分析的结合应该可以使第二次运行中的Tevatron在高中性伴子质量和高寿命时很容易地扩展LEP II的排斥区，并覆盖理论上有利的$m_{\tilde{G}}$ < 1 keV/c^2参数空间的大部分（如果不是全部的话），其中中性伴子质量小于150 GeV/c^2。
2004-07-02 hep-ph
Search for Vector-like Quark, Heavy Neutral Lepton and Long-lived Particles at ATLAS and CMS
该研究介绍了LHC上ATLAS与CMS实验针对超出标准模型理论预言的重中性轻子、长寿命粒子及用于解决等级问题的类矢量夸克的寻找新结果。
2024-05-14 hep-ex hep-ph
Prospects for measuring the mass of heavy, long-lived neutral particles that decay to photons
我们描述了一种新的方法来测量质量的重，长寿命的中性粒子衰变到光子使用对撞机实验。我们专注于轻中性伴子和引力伴子模型在规范介导的超对称性破缺的情况下，中性伴子有一个长寿命（O（ns）），因为它是不排除由目前的实验。为了说明我们的方法，并给出灵敏度估计，我们使用最近的CDF的结果和生产机制，其中sparticles是通过$ϕ_{i} \rightarrow \widetildeχ^{1}_{0} \widetildeχ^{1}_{0} \rightarrow (γ\widetilde{G})(γ\widetilde{G})$，其中$ϕ_{i}$表示中性标量玻色子，$\widetildeχ^{1}_{0}$是最轻的中性伴子和$\widetilde{G}$是引力子，作为一个完整的背景形状和速率。事件可以在独占光子加上丢失$E_{T}$最终状态下观察到，其中一个光子到达探测器时具有延迟的到达时间。令人惊讶的是，使用完整CDF数据集对延迟时间分布的斜率的简单测量对除了$\widetildeχ^{1}_{0}$质量之外的所有质量都很不敏感，并且允许将其质量确定为其自身的约25%的可能性。
2013-09-12 hep-ph
Long-lived Searches of Vector-like Lepton and Its Accompanying Scalar at Colliders
本文研究对撞机上类矢量轻子及其伴随标量的长寿命特征，通过扭折径迹、时间延迟和位移顶点策略探索HL-LHC和CEPC的投影灵敏度，发现这些方法可探测更小的耦合区域，补充了以往研究。
2024-07-29 hep-ph
Long-Lived Neutralino NLSPs
我们研究了重的，长寿命的，中性粒子衰变为带电粒子加上丢失的能量的对撞机签名。具体来说，我们专注于中性伴子NLSP衰变到Z和引力伴子的情况下，一般规范调解。我们表明，使用内部探测器和μ介子谱仪的搜索组合产生了广泛的潜在早期LHC发现的NLSP寿命范围从10^（-1）-10^5 mm。我们进一步表明，从Z（1 + 1-）事件可以用于详细的运动学重建，导致中性伴子质量和寿命的准确测定。特别是，我们研究的前景，详细的事件研究在ATLAS使用ECAL（利用其定时和指向能力）连同TRT，或单独使用μ子光谱仪。最后，我们还证明了在参数空间中存在一个区域，在该区域中，Tevatron可能在延迟Z（1 + 1-）+MET通道中发现新的物理。虽然我们的讨论集中在规范调解，许多结果适用于任何情况下，一个长寿命的中性粒子衰变为带电粒子。
2010-06-23 hep-ex hep-ph
Dark scalar reinterpretation of searches for Higgs boson decays into long-lived particles at the LHC
该研究在标量门户框架下重新解释了LHC上希格斯玻色子衰变成长寿命粒子的搜索，评估了不同实验策略的灵敏度，并指出未来改进的方向。
2025-12-23 hep-ex hep-ph
The muon g-2 and lattice QCD hadronic vacuum polarization may point to new, long-lived neutral hadrons
用$4.2 σ$方法得到的μ子g-2的实验值大于标准模型根据测量的R比$σ(e^+e^- \! \rightarrow \! \mathit{hadrons})/σ(e^+e^- \! \rightarrow \!μ^+ μ^-)$确定的强子真空极化贡献（HVP）的预测值;用格点量子色动力学计算的HVP也明显超过测量的R比值。我们在这里表明，这些差异可以解释为一个未检测到的贡献$e^+e^- \! \rightarrow \! \mathit{hadrons}$可能产生的中性，长寿命的强子，以前没有被确定的生产。我们提出了新强子的两个候选者，并提出了几个实验测试。
2022-09-08 hep-lat hep-ph
Searches for Long-Lived Particles at the Future FCC-ee
未来圆形对撞机（FCC-ee）的电子-正电子级是希格斯粒子、顶层粒子、电弱粒子和味物理的前沿工厂。它被设计在欧洲核子研究中心建造的100公里长的圆形隧道中运行，并将作为$\geq$ 100 TeV质子-质子碰撞的第一步。除了一个必不可少的和独特的希格斯程序，它提供了强大的机会，发现物理学的直接或间接证据超越标准模型。在高光度的$Z$实验中，直接在FCC-ee上寻找长寿命粒子可能特别有效，因为在该实验中，预计会产生具有两个相互作用点的组态的$5\times 10^{12}$ $Z$玻色子。在非常干净的实验条件下，希格斯玻色子、$W$玻色子和顶夸克的高统计数据可以为其他碰撞能量提供额外的机会。本文重点研究了在FCC-ee产生长寿命特征的三个物理事例：重中性轻子（HNL）、类轴子（ALP）和希格斯玻色子玻色子的奇异衰变。这些搜索激励了实验条件和分析技术的开箱即用优化，这可能会导致其他物理搜索的改进。
2022-09-28 hep-ex hep-ph hep-th
Data-driven Model-independent Searches for Long-lived Particles at the LHC
中性长寿命粒子（LLP）受到许多BSM方案的高度激励，如超对称性，重子生成和中性自然性理论，并为LHC提供了巨大的发现机会和实验挑战。当前LLP搜索的一个主要瓶颈是SM背景的预测，这通常是不可能准确模拟的。在本文中，我们提出了一个通用的策略，以获得差分，数据驱动的背景估计LLP搜索，从而显着扩展的范围LLP的质量和寿命，可以发现在LHC。我们专注于LLP衰减的ATLAS μ子系统，其中触发器提供信号和控制样品可在LHC运行-2。虽然许多现有的搜索需要两个位移衰变，背景的详细知识将允许非常包容的搜索，只需要一个检测到的LLP衰变。正如我们针对奇异希格斯粒子衰变中LLP对产生的$h \to X X$信号模型所证明的那样，这导致适当寿命$\gtrsim 10$ m的灵敏度显着提高。在中性自然性理论中，这将范围扩大到远低于$\bar b b$阈值的胶球质量。我们的策略很容易推广到其他信号模型，和其他检测器子系统。因此，这个框架本身的发展，一个系统的，独立于模型的LLP搜索程序，在类比非常成功的快速搜索的简化模型框架。
2017-01-03 hep-ex hep-ph
Study of chargino-neutralino production at hadron colliders in a long-lived slepton scenario
计算了电荷中性伴子产生的微分截面，q qbar --> chi+-chi 0，然后衰变为标量τ轻子的微分截面，chi+-chi 0-->（stau+- nu）（stau-+ tau+-）-->（stau+- nu）（stau-+ l+- nu nubar）.在stau是长寿命的情况下，这个最终状态可以在强子对撞机实验中完全重建，直到离散的双重模糊。因此，各种运动学变量的分布可以观察到，并告诉我们超粒子的质量和自旋，以及宇称/ CP破坏的相互作用，通过比较截面公式。观察本文导出的非平凡分布将是对超对称性的一个很好的检验。
2008-11-03 hep-ex hep-ph
Long-lived heavy neutral leptons from mesons in effective field theory
在低能有效场论的框架下，采用重中性轻子（HNL）扩展的标准模型，计算了由六维算符引发的介子衰变中HNL的产生率.我们考虑轻子数守恒和轻子数违反四费米子运营商涉及一对HNL或一个单一的HNL。假设HNL是长寿命的，我们进行模拟和调查的范围内提出的远探测器在高亮度LHC（i）活跃的重中微子混合和（ii）威尔逊系数与有效运营商，HNL质量低于质量的$B$介子。我们进一步将后者转换为相关的新物理尺度。我们的研究结果表明，超过数百TeV的尺度和小至$10^{-15}$的活动-重混合平方可以通过这些实验进行探测。
2022-11-28 hep-ph
Estimating the track-reconstruction efficiency in phenomenological proposals of long-lived-particle searches
本文提出TrackEff软件包，通过简化探测器模型估计长寿命粒子搜索中位移带电粒子径迹的重建效率，默认采用Belle II漂移室几何并支持参数调整以适应其他径迹探测器配置。
2025-01-01 hep-ex hep-ph
Long-lived heavy neutral leptons with a displaced shower signature at CMS
我们研究了大型强子对撞机在寻找具有新特征的重中性轻子（HNL）中的发现潜力：CMS μ子探测器中的移位簇，产生了一个大的撞击簇，形成了一个移位簇。一个新的Delphes模块是用来模拟CMS检测器的响应，这样的位移衰变。我们重新解释了一个专门的CMS搜索中性长寿命粒子衰变的CMS μ子端盖探测器的最小HNL的情况。我们证明，这种新的策略是特别敏感的积极无菌混合与$τ$轻子，由于强子$τ$衰变。对于低至$|V_{τN}|^{2}\sim 10^{-7}$的混合，可以访问$\sim 1 - 6$ GeV之间的HNL质量，探测$τ$扇区中参数空间的唯一区域。
2023-01-17 hep-ex hep-ph
Long-lived light neutralinos at future $Z-$factories
未来的轻子对撞机，如CEPC和FCC-ee，将作为高亮度的$Z-$玻色子工厂运行，这为研究与Z玻色子耦合的长寿命粒子提供了一个独特的机会。为了证明这一特殊的优势，在这项工作中，我们考虑一个基准的物理场景中，长寿命的最轻的中性伴子对$(\tildeχ_1^0\tildeχ_1^0)$产生的$Z-$衰变的背景下的R宇称违反超对称性。我们的分析表明，当假设BR $(Z\rightarrow \tildeχ_1^0\tildeχ_1^0) = 10^{-3}$和$m_{\tildeχ_1^0} \sim 40$ GeV时，模型参数$λ'_{112} / m^2_{\tilde{f}}$可以低至$\sim 1.5 \times 10^{-14}$（$3.9 \times 10^{-14}$）GeV $^{-2}$，在FCC ee（CEPC），质心能量为$\sqrt{s} = 91.2$ GeV，积分光度为150（16）ab $^{-1}$。这些极限超过了HL-LHC的ATLAS实验和拟议的LHC远探测器实验（AL 3X，CODEX-b，FASER和MATHUSLA）的预期灵敏度。
2020-06-10 hep-ph
Techniques for mass peak reconstruction in Searches for Long-Lived Heavy Neutral Leptons Decaying to a Lepton and a \(ρ\) Meson
本文提出两种技术，通过利用ρ介子和W玻色子质量约束，提高长寿命重中性轻子质量峰的重建精度。
2025-12-01 hep-ph
The Fate of Long-Lived Superparticles with Hadronic Decays after LHC Run 1
LHC的超对称性研究是高度多样和高度限制的，但绝大多数都集中在最后阶段可见衰变迅速的情况下。因此，具有探测器尺度寿命的超粒子的场景仍然是亚TeV超对称性的诱人可能性，因为明确的限制相对稀疏。尽管如此，现有的对碰撞稳定和移位的新粒子的极低的背景搜索有助于重新塑造为强大的长寿命超粒子搜索，即使是那些搜索高度非优化的模型。在本文中，我们评估的重子R-宇称破坏，规范调解，和迷你分裂超对称性的背景下，这样的模型的地位。我们探讨了一些常见的简化谱强子衰变可以是重要的，采用重铸的大型强子对撞机搜索，利用不同的探测器系统和最终状态的对象。这里考虑的LSP/NLSP可能性包括一般的有色超粒子，如胶子和光味方子，以及较轻的停止和准简并希格斯诺多重态的自然性。我们发现，互补覆盖大片的质量和寿命是可以实现的叠加限制，特别是从CMS的基于跟踪器的位移dijet搜索和重稳定的带电粒子搜索。添加在提示搜索，我们发现许多情况下，一系列的超粒子质量，现在被排除在零寿命到无限寿命，没有差距。在其他情况下，移位搜索提供了任何生命周期中唯一现存的限制。
2015-03-19 hep-ex hep-ph
Recasting LHC searches for long-lived particles with MadAnalysis 5
我们提出了一个扩展的简化的快速检测器模拟器MadAnalysis 5 -SFS框架-与方法，使其适合于治疗任何种类的长寿命粒子。这允许用户使用直观的Python命令和简单的C++方法来引入与长寿命粒子相关的检测器效果，并实现与其属性相关的选择切割和绘图。特别是，现在可以很容易地模拟典型高能物理探测器内部的磁场对任何带电物体轨迹的影响。作为这种新发展的能力的一个例证，我们实现了三个现有的LHC分析专用于长寿命的对象，即CMS运行2搜索位移轻子在$eμ$通道（CMS-EXO-16-022），完整运行2 CMS搜索消失的轨道签名（CMS-EXO-19-010）和部分运行2 ATLAS搜索具有一对相反电荷轻子的位移顶点（ATLAS-SUSY-2017-04）。我们记录了这些分析的所有MadAnalysis 5 SFS实现的仔细验证，这些分析作为MadAnalysis 5公共分析数据库及其相关数据集的条目公开提供。
2022-07-04 hep-ex hep-ph
Neutralino reconstruction in supersymmetry with long-lived staus
我们考虑一个超引力（SUGRA）的情况下，与普遍的标量和高尺度的质量，与右手征中微子超场包括在频谱中。在这种情况下，最轻的超对称粒子（LSP）由右微中子主导，而最轻的超对称粒子（NLSP）则由一个Stau主导。由于中微子汤川耦合抑制了所有粒子进入LSP的衰变，因此超对称性的信号存在于μ子室中稳定粒子的带电轨道中。我们演示了如何一个中性伴子衰减到一个tau和stau-NLSP可以完全重建在SUGRA参数空间中的实质性领域。我们还建议事件选择标准，消除背景，包括组合的，并使用一种新的方法提取的质量的stau-NLSP，使用其三个动量从曲率的带电轨道。
2009-06-05 hep-ph
Indirect detection of long-lived particles in a rich dark sector with a dark vector portal
本研究构建含暗希格斯玻色子（长寿命粒子）和重质量暗物质的暗光子媒介子非最小暗区模型，发现新现象学特征可为多类暗物质相关探测提供互补手段，并指出非局域效应可能影响常规暗物质间接探测策略。
2023-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Long-lived Sterile Neutrino Searches at Future Muon Colliders
本文提出在未来高能μ子对撞机上利用U(1)_{L_μ-L_τ}对称性增强惰性中微子产生，并通过位移顶点方法搜寻长寿命左手征惰性中微子，给出可达质量与混合角探测范围。
2025-04-09 hep-ph
Near or Far Detectors? Optimizing Long-Lived Particle Searches at Electron-Positron Colliders
本研究针对250-GeV国际直线对撞机，对比远探测器与主探测器ILD的长寿命粒子搜寻能力，发现ILD本身灵敏度优异，远探测器提升有限，结论可推广至FCC-ee、CEPC等同类对撞机实验。
2023-05-01 hep-ex hep-ph
Long-lived particle phenomenology in one-loop neutrino mass models with dark matter
本文研究含三重态标量的暗物质中微子质量模型，计算残留密度与直接探测约束，并利用 LHC 搜寻限制长寿命双电荷标量质量及未来高亮度灵敏度。
2025-06-07 hep-ph
New Long-Lived Particles at the LHC
我讨论了LHC中长寿命粒子的各种情况，这些粒子可能具有壮观的签名，而不是所有这些都被搜索过。我从暗物质和层次问题中获得动力，以及寻找新的签名。也有一个简短的讨论触发器。
2017-10-18 hep-ph
Hunting for neutral, long-lived exotica at the LHC using a missing transverse energy signature
在大型强子对撞机（LHC）上对中性、长寿命粒子的探测历来依赖于探测器体积$\textit{within}$衰变产生的位移粒子。在本文中，我们研究了由丢失的横向能量（$E_T^{miss}$）信号组成的互补签名的潜力，传统上用于寻找暗物质，例如，最轻的超对称粒子（LSP），以扩大LHC的覆盖面，以模型与长寿命（LL）粒子时，他们衰变$\textit{outside}$的检测器。使用CMS和ATLAS分析在8 TeV的LHC，我们设置了一个上限在95%的置信水平（CL）上的生产截面的两个特定的情况下：（i）一个模型与一个沉重的非标准模型希格斯玻色子衰变到LL标量和（ii）R-宇称违反RPV超对称模型与LL中性伴子。我们表明，这种方法可以显着地扩展LHC的灵敏度中性，LL粒子与任意大的寿命和从$E_T^{miss}$信号获得的限制是可比的，从位移粒子搜索衰变距离超过几米。在这项研究中得到的结果不依赖于特定的衰变通道的LL粒子，因此在这个意义上是模型无关的。我们提供的限制，为整个二维平面的LL粒子的质量和介质的质量高达2 TeV的质量，包括特定的基准研究在原来的实验论文。我们已经以网格的形式提供了这些限制，这些限制可以用于解释各种其他新的物理模型。
2015-12-07 hep-ph
The Single Photon Signature of a Light Long-lived Neutralino at Remote Detectors at the LHC
Bethe Center for Theoretical Physics & Physikalisches Institut der Universität Bonn（波恩大学贝特理论物理中心与物理学院）
本文研究了在R奇异性破坏超对称模型中轻长寿命中性子的现象学，重点分析了LHC上提出的远程探测器ANUBIS、CODEX-b、FACET、FASER、FASER2、MAPP、MAPP2和MATHUSLA的探测灵敏度，通过稀有标量介子衰变诱导的R奇异性破坏耦合在ATLAS或CMS相互作用点产生中性子，并研究了六个超对称R奇异性破坏基准场景，其中主要中性子衰变为γ+ν，确定了上述探测器的预期搜索灵敏度。
2026-05-20 hep-ex hep-ph
Electroweak phase transition triggered by a long-lived scalar and LHC searches
Yantai University（烟台大学）
本研究在单态标量扩展标准模型中，通过长寿命标量S实现强一级电弱相变，并利用LHC主探测器及远探测器（如ANUBIS、MATHUSLA）联合搜索，覆盖了$10^{-10}\leq\sin\theta\leq10^{-5}$、$m_S$高达250 GeV的参数空间。
2026-10-27 hep-ph
Recasting Bounds on Long-lived Heavy Neutral Leptons in Terms of a Light Supersymmetric R-parity Violating Neutralino
本研究重释过往及当前实验对惰性中微子的灵敏度，得到轻R宇称破缺超对称中性微子相关耦合的新约束，发现多类实验可将约束提升至多3-4个数量级。
2023-08-10 hep-ex hep-ph
A guide to hunting long-lived particles at the LHC
本文是一篇关于在大型强子对撞机上寻找长寿粒子的教学评论，主要针对寻求启动和/或深化该领域研究的实验学家和理论家。我们涵盖了一般理论先验和示例模型，长寿命粒子的主要实验技术以及估计信号效率和背景速率的一些微妙之处。
2022-12-07 hep-ph
Probing Minimal Flavor Violation with Long-Lived Stops and Light Gravitinos at Hadron Colliders
在最小味破坏（MFV）的框架下，我们讨论了轻引力子存在下超对称标量顶（停止）的衰变性质。由于较轻的终止子和最轻的中性伴子之间的质量差很小，并且光谱足够解耦，因此终止子可能是长寿命的，从而可以在强子对撞机上为MFV提供支持。对于类双星最轻的中性伴子，我们应用在伽马伽马加上缺失的横向能量通道（ATLAS为1 fb^-1，D 0为6.3 fb^-1）中搜索得到的边界，并给出ATLAS搜索的5 fb^-1投影。
2011-12-22 hep-ph
Probing Dark Matter freeze-in with long-lived particle signatures: MATHUSLA, HL-LHC and FCC-hh
对长寿命粒子的对撞机搜索产生了一个有希望的途径来探测通过母粒子的衰变冻结产生的暗物质。本文以标准模型希格斯粒子冻结暗物质为例，分析了在大型强子对撞机及更远的地方，从中性母粒子的衰变中探测冻结暗物质的参数空间的前景。我们得到的投影灵敏度的建议MATHUSLA表面探测器（MATHUSLA 100和MATHUSLA 200配置）的长寿命粒子搜索冻结在暗物质参数空间，并研究其互补性的搜索由ATLAS和CMS在HL-LHC，以及与宇宙学的约束的相互作用：大爆炸核合成和莱曼- $α$森林观测。然后，我们分析的灵敏度，将来自未来的100 TeV的$pp$对撞机内的前向探测器的改进。此外，我们还讨论了几个技术方面的目前的暗物质冻结的情况下：电弱相变的作用;列入热质量，这是以前被忽视的冻结从衰变研究; $2\to 2$散射过程的影响上的暗物质遗迹丰度;和冻结和超级WIMP暗物质生产机制之间的相互作用。
2019-08-29 hep-ph
Long-lived heavy quarks : a review
我们回顾了在标准模型的简单扩展中产生的长寿命重夸克或其束缚态的理论和实验情况。如果这些粒子在衰变前传播了很长的距离，它们就会产生需要专门分析方法的特定特征。特别是，与这三个已知家族的耦合可以忽略不计的矢量类夸克可能已经避开了过去的实验搜索。虽然大多数分析假设在产生顶点发生瞬发衰变，但新的重夸克可能会导致涉及位移顶点，新的强子束缚态或发生在检测器接受范围之外的衰变的签名。我们对现有的短寿命和长寿命粒子的搜索进行了重新解释，并就如何将其扩展到长寿命重夸克给出了建议。
2013-04-05 hep-ex hep-ph
Extending Sensitivity for Low-Mass Neutral Heavy Lepton Searches
指出了在标准模型之外的几种新物理模型中预言的弱等单线态中性重轻子的两体末态的重要性。我们集中在μ子型中性重轻子$L_μ^0$与质量$M<2$ GeV，可以寻找在欧洲核子研究中心和费米实验室的新一轮中微子实验的灵敏度增加。提供明确的衰减率公式的$e e ν$，$eμν$，$μμν$，$πμ$，$ρμ$和$a_1μ$最终状态，我们使用一般的缩放功能来估计灵敏度的$L_μ^0$搜索在当前和未来的实验，强调的重要性的$πμ$衰减模式。
1997-03-15 hep-ph
Long-Lived Fermions at AL3X
最近，Gligorov $\textit{et al.}$ [arXiv：1810.03636]提出在LHC的相互作用点（IP）2的$\texttt{ALICE}$实验附近建造一个名为“$\texttt{AL3X}$”的圆柱形探测器，旨在HL-LHC运行5期间发现长寿命粒子（LLP）。我们调查的潜在的灵敏度达到这个探测器在不同的新物理模型的参数空间与长寿命的费米子，即重中性轻子（HNL）和轻超对称中性子，这两个以前没有在这方面进行过研究。我们的研究结果表明，$\texttt{AL3X}$达到可以补充或优于其他提出的检测器，如$\texttt{CODEX-b}$，$\texttt{FASER}$，$\texttt{MATHUSLA}$和$\texttt{SHiP}$。
2018-11-05 hep-ph
Long-lived light neutralinos at Belle II
在R宇称破坏超对称性的背景下，我们考虑了Belle II实验中由$τ$轻子稀有衰变产生的质量约为1 GeV的轻中性伴子。在Belle II实验中产生了大量干净的$τ$轻子样品，预计对这种具有位移顶点的奇异签名的轻中性伴子具有出色的灵敏度。我们专注于两个基准方案的单一RPV运营商，$λ'_{311} L_3 Q_1 \bar{D}_1$和$λ'_{312} L_3 Q_1 \bar{D}_2$，这诱导最轻的中性伴子的生产和衰变。对于位移顶点的重建，我们需要至少两个处于末态的带电π介子。我们对信号和背景事件进行了蒙特卡罗模拟，发现Belle II可以探索与其他探针竞争的参数空间区域。特别是，对于$λ'_{311}$场景，它可以设置比当前边界强两个数量级的限制。
2021-02-22 hep-ex hep-ph
The Quest for Supersymmetry: Early LHC Results versus Direct and Indirect Neutralino Dark Matter Searches
我们比较了大型强子对撞机（LHC）的超对称性搜索的第一个结果，对中性伴子暗物质敏感的实验的当前和近期性能。我们限制我们的研究，以特定切片的参数空间的约束最小超对称扩展到标准模型CMS和ATLAS排除限制已提交到目前为止。我们表明，在参数空间上，最轻的中性伴子拥有热遗迹丰度匹配的宇宙学观测推断的值。然后，我们计算率，并估计的性能，实验敏感的直接和间接的信号从中性伴子暗物质。我们认为，这是一个独特的时间点，在那里寻求超对称性-至少在其实际和简单的化身之一-正在经历一个密切的审查，从大型强子对撞机和暗物质搜索，这是协同和互补的。如果发现的时间最终解开，对撞机计划和直接和间接的暗物质搜索的当前性能正处于一个结合点，为突破标准模型的物理性质提供了独特的机会。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
When a Muon Is Not a Muon--- Detecting Fast Long-Lived Charged Particles from Cascade Decays Using a Mass Scan
如果在LHC中产生，长寿命带电粒子（LLCP）将在μ子探测器中留下轨道。如果LLCP是快速的，则用于检测这些粒子的基于飞行时间的方法变得不太有效，如果它们在一些重的或非常增强的母粒子的衰变中产生，则通常是这种情况。例如，在超对称模型中，长寿命的slepton在中性伴子衰变中产生的速度通常很快，即使在7 TeV的LHC中，β也超过0.95。我们建议使用μ子-轻子对的（误测）不变质量分布来探测它，其中μ子可能是一个slepton LLCP，这个分布的峰值略低于中性伴子质量。峰值可以通过评估候选“μ子”质量的不同值的分布来进一步增强。我们模拟了两个类似GMSB的模型，表明这个过程可以用来检测长寿命的slepton和测量它们的质量和中性伴子质量。
2011-12-19 hep-ex hep-ph
Complete Light Long-Lived Particles searches in Type-I 2HDM
本文系统分析了 Type-I 2HDM 中轻长寿命标量与赝标量粒子的完整参数空间，明确轻 BSM 希格斯情形下 $ΔS$ 主导斜参数拟合，并结合理论与实验约束给出可行区域及四个能同时解释 W 玻色子质量反常的基准，展示了 FASER 与 FASER 2 的探测灵敏度。
2025-08-17 hep-ph
Phenomenology of a Long-Lived LSP with R-Parity Violation
我们提出了领先的实验约束的超对称模型与R-宇称破坏（RPV）和一个长寿的最轻的超伙伴（LSP）。我们认为动机良好的动态RPV的情况下，以及传统的全纯RPV运营商。在自然性的指导下，我们研究了停止，胶子和higgsino LSP的情况下，在每种情况下有几个可能的领先衰变通道。CMS位移dijet和ATLAS多轨位移顶点搜索已经完全重铸，所有切割和顶点重建算法应用。还应用了CMS的重带电稳定粒子搜索。此外，我们认为有代表性的界限提示LSP衰变是直接适用的。我们的主要结果是排除图在$m_{\rm LSP}-τ_{\rm LSP}$平面的各种情况下。我们发现，自然参数空间（$m_{\tilde{t}} <800$ GeV，$m_{\tilde{g}}<1500$ GeV，$m_{\tilde{H}}<800$ GeV）被排除长寿命LSP（$τ_{\rm LSP} \gtrsim 1$ mm）。
2015-05-04 hep-ph
