SUSY Long-Lived Massive Particles: Detection and Physics at the LHC
我们绘制了一个可能的方案,在大型强子对撞机探测器ATLAS的观测大质量长寿命带电粒子。所需的灵活性的检测器触发器和识别和重建系统进行了讨论。作为一个例子,我们专注于测量的质量和寿命的长寿命的带电slepton的超对称模型与规范介导的超对称性(SUSY)破缺的框架内预测。在这种情况下,次轻的超对称粒子可能是τ轻子的轻标量伙伴,可能会慢慢衰变为引力子。探索了超对称性参数空间的广泛区域。对计数法测量超对称性破缺尺度参数sqrt(F)的测量范围和精度进行了评估。
2000-12-15 hep-ex hep-ph
Producing and detecting long-lived particles at different experiments at the LHC
我们提出了一个新的策略,寻找长寿命粒子(LLP)在LHC。LLP在一个实验中产生,但其衰变产物在另一个实验中被检测器检测到。我们使用限制性的Hidden Valley场景作为基准。通过簇射和强子化,隐藏介子的多样性可以很大,并且它们的衰变产物,本研究中选择的双介子,通常太软而无法通过传统LHC搜索的触发器。我们发现,如果我们在LHCb和ALICE实验中的碰撞点产生LLP,并使用ATLAS的μ子室进行检测,则可以实现最佳的接受度。这种新的搜索具有成本效益,因为它不需要建造新的探测器。同时,它可以提供感兴趣的参数空间的覆盖,这是补充其他提出的LLP搜索。
2022-04-06 hep-ex 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
Long Lived Fourth Generation and the Higgs
手征第四代是标准模型的一个简单而有意义的扩展,对希格斯现象学有重要的影响。在这里,我们考虑的情况下,第四代中微子的寿命很长,既有狄拉克和马约拉纳质量项。这样的中微子可以轻至40 GeV,并且可以是希格斯玻色子的主要衰变模式,因为希格斯质量低于W玻色子阈值。我们研究了Majorana质量项对Higgs分支分数的影响,并重新评估了Tevatron对Higgs质量的约束。我们讨论了LHC探测半不可见的希格斯衰变为第四代中微子对的前景。假设最轻的第四代中微子是稳定的,它的热残余密度可以达到宇宙中观测到的暗物质密度的20%。这与自旋相关的中微子-中子截面上的电流约束一致,但可以通过下一代暗物质直接探测实验来探测。
2011-05-31 hep-ex hep-ph
LHCb potential to discover long-lived new physics particles with lifetimes above 100 ps
本文提出利用 LHCb 的新型 Downstream 算法重建无顶点探测器击中信息的径迹,证明其可成为寿命前沿实验,并在多种长寿命粒子模型中达到与主 LHC 外拟建实验相当的灵敏度。
2024-05-16 hep-ex hep-ph
Signatures of Long-Lived Heavy Neutral Leptons from Neutrinophilic Charged Higgs Pair Production at the LHC
University of Alabama(阿拉巴马大学);Sogang University(西江大学)
本文研究了在LHC上通过电荷Higgs对产生长寿命重中性轻子的顶点位移特征,探讨了单个和双顶点信号的观测可能性。
2026-11-04 hep-ex hep-ph
Testing frozen-in pNGB dark matter with a long-lived dark Higgs
New York University Abu Dhabi(阿布扎比纽约大学);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))
该研究通过冻结机制探讨暗物质候选者,分析其在LHC和未来对撞机上的探测前景,强调再加热动态对暗物质生产的影响。
2025-12-03 hep-ex hep-ph
Long-Lived Light Mediators from Higgs boson Decay at HL-LHC, FCC-hh and a Proposal of Dedicated LLP Detectors for FCC-hh
我们研究了SM希格斯玻色子玻色子衰变到标准模型粒子过程中长寿命介质粒子对的产生。我们计算预计的灵敏度,无论是模型独立和极小模型,使用μ介子光谱仪的CMS检测器在HL-LHC实验的ggF,VBF,和Vh生产模式的希格斯玻色子和各种衰变模式的介质粒子,随着专用探测器LLP搜索像CODEX-b和MATHUSLA。随后,我们研究了在100\,TeV对撞机实验中使用FCC-hh探测器对长寿命介质的改进,再次关注μ子光谱仪。我们提出了100\,TeV对撞机实验DELIGHT(\textbf{De} tector for \textbf{l} ong-1 \textbf{i} ved particles at high \textbf{gh} energy of 100\,\textbf{T} eV)专用LLP探测器的设计,并研究了它们的灵敏度.
2022-12-22 hep-ex hep-ph
Long-Lived Sleptons at the LHC and a 100 TeV Proton Collider
我们研究了长寿命带电粒子(LLCP)搜索在当前和未来的LHC运行和在100 TeV PP对撞机的前景,使用Drell-Yan slepton对生产为例。由于动量测量对于高能粒子变得更具挑战性,我们仔细对待预期的动量分辨率。同时,100 TeV碰撞的一个新特征是探测器中高能μ子的显著能量损失。我们用它来帮助区分μ子和LLCP。我们发现,14 TeV的LHC与3 ab $^{-1}$的积分亮度可以探测LLCP slepton质量高达1.2 TeV,和100 TeV的PP对撞机与3 ab $^{-1}$可以探测LLCP slepton质量高达4 TeV,使用飞行时间测量。这些搜索将对暗物质产生惊人的影响,LHC最终测试了slepton-neutralino共同湮灭WIMP暗物质的可能性,并且LHC和未来的强子对撞机具有在超级WIMP暗物质模型中发现LLCP的强大潜力。
2016-02-14 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
Illuminating long-lived dark vector bosons via exotic Higgs decays at $\sqrt{s} = 13\,{\text {TeV}}$
研究了在大型强子对撞机(LHC)运行2中产生可测量的长寿命暗$Z$玻色子的可能性,该玻色子可能是通过与超荷规范玻色子的动力学混合产生的,也可能是通过观测到的125 GeV希格斯玻色子与暗希格斯玻色子的混合产生的。位移双μ子在最终状态被认为是每个的$Z$和黑暗的$Z$玻色子直接衰变到一个双μ子。用次-主导阶和QCD修正计算了13 TeV下胶子-胶子融合产生Higgs的截面(N $^{3}$ LO QCD)和次领先阶电弱修正(NLO EW),在{ \textsc{MadGraph5} }\_aMC@的框架下,用蒙特卡罗模拟计算了支化分数,得到了NLO NLO并与领先阶(LO)的可用分析计算进行比较。LHC在运行2这样的搜索的敏感性进行了讨论。
2022-02-27 hep-ex hep-ph
Identification of Long-lived Charged Particles using Time-Of-Flight Systems at the Upgraded LHC detectors
我们研究了在HL-LHC时代,皮秒级精确定时探测系统对LHC实验长寿命粒子搜索计划的影响。我们开发的算法,使我们能够重建这种带电粒子的质量,并使用飞行时间测量进行粒子识别。我们调查的基准方案的时间分辨率的函数的范围,并发现灵敏度提高了十倍,这取决于新的重粒子质量。
2019-01-11 hep-ex hep-ph physics.ins-det
On the challenges of searching for GeV-scale long-lived particles at the LHC
许多暗物质的模型都预测了长寿命粒子(LLP),这些粒子可以在大型强子对撞机上产生惊人的信号。然而,现有的位移顶点搜索是针对重LLP定制的。在这项工作中,我们表明,这种偏见严重影响他们的灵敏度与质量在GeV级的LLP。为了说明这一点,我们考虑两个暗扇区模型与轻LLP强子衰变:一个强相互作用的暗扇区与长寿的异国介子,和一个希格斯暗扇区与长寿的黑暗希格斯玻色子。我们研究了现有的ATLAS搜索位移顶点和丢失的能量在这两个模型中的敏感性,发现当前的轨道和顶点切割导致光LLP的效率非常低。为了缩小这一差距,在目前的搜索程序,我们建议两个可能的修改的顶点重建和分析削减。我们计算这些修改的预计排除限制,并表明它们大大提高了对低质量或短衰变长度的LLP的灵敏度。
2021-03-11 hep-ex 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
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
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
Supersymmetry with long-lived staus at the LHC
我们认为超对称扩展的标准模型的引力子是暗物质粒子和stau是长寿的。如果夸克和胶子之间存在显著的质量差,强子对撞机产生的Staus往往很快(β>0.8),基于它们飞行时间延迟或异常电离的搜索变得不那么有效。这样的态可以被认为是具有相同线性动量和略微降低的能量的规则μ子。与通常的超对称模型(其中中性伴子是LSP)相比,这种情况意味着(i)更多的轻子(衰变链末端的两个态),(ii)强的e-mu不对称性,以及(iii)更少的E_T(仅来自中微子,因为最轻的中性伴子衰变为态)。我们从目前的大型强子对撞机分析(同号双轻子和多轻子事件)研究了这种超对称性的界限,并讨论了观测的最佳策略。
2012-09-10 hep-ex hep-ph
LHC experiments for long-lived particles of the dark sector
暗物质方案正在大型强子对撞机的通用实验中通过快速衰变状态进行测试。与此同时,新的专用探测器已被提议用于大型强子对撞机,以探测预测远离相互作用点衰变的长寿命粒子的暗物质门户理论:MoEDAL-MAPP,MoEDAL-MALL,FASER,SND@LHC,CODEX-b,MATHUSLA,AL 3X,ANUBIS,FACET,milliQan,FORMOSA。此外,SHiP束流收集实验计划与SPS束一起运行,以扩大对此类粒子的发现范围。探测器的设计和预期的物理灵敏度,这些实验的重点是解释的暗物质的性质的方案。
2021-12-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
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
Searching for high speed long-lived charged massive particles at the LHC
寻找长寿命CHARGed Massive Particles(CHAMP)的传统方法是利用延迟的飞行时间和高电离能损失来识别慢(小$β$)径迹。但在LHC的7-14 TeV质心能量下,CHAMP可能会被高度提升(高$β$),因此看起来更像是一个最小电离粒子,而对于高动量μ子(超过$\sim$ 500 GeV/c),辐射效应主导能量沉积。这表明了在LHC上寻找CHAMP的新策略。利用能量沉积从不同的探测器组件,我们构建了一个提升的决策树判别分离高动量CHAMP从高动量μ子。这种方法大大增加了CHAMP的搜索潜力,它可以用来区分可能的di-CHAMP或CHAMP-μ子共振模型从di-μ子共振模型。我们使用mGMSB模型和最近提出的双CHAMP模型来说明新方法,并使用最近的CDF CHAMP结果更新了这两种模型的CHAMP质量限制。
2010-03-18 hep-ex hep-ph
Spin and Chirality Determination of Superparticles with Long-Lived Stau at the LHC
长寿命态出现在各种超对称模型中,如规范介导超对称破缺模型。在大型强子对撞机实验中,长寿命态不仅对超对称信号的发现很有用,而且对研究超粒子的详细性质也很有用。讨论了在长寿命态框架下获得超粒子自旋和手征信息的方法。我们还表明,这种研究可以用来区分超对称模型与其他新物理模型,如普遍额外维模型。
2010-07-19 hep-ph
Detecting hidden sector dark matter at HL-LHC and HE-LHC via long-lived stau decays
研究了一类超引力模型,其中标准模型规范群的超引力模型被一个隐扇区$U(1)_X$规范群扩展,隐扇区中最轻的超对称粒子是中性伴子.我们研究了这种可能性在一类模型中的stau是最轻的超对称粒子的MSSM部门和次轻的超对称粒子的$U(1)_X$ -扩展的SUGRA模型。在这种情况下,Stau将衰变为隐藏扇区的中性伴子。对于stau和隐藏扇形中性伴子之间的质量差很小并且$U(1)_Y$和$U(1)_X$之间的混合也很小的情况,stau可以衰变为隐藏扇形中性伴子和tau,tau可以被重建为来自带电stau的高$p_T$轨道的位移轨道。对HL-LHC和HE-LHC进行了这种可能性的模拟。发现这样一个从恒星轨道偏移的轨道将表明隐藏的扇形暗物质的存在。
2019-03-13 hep-ex hep-ph
Production of Long-Lived Sleptons at LHC
我们分析了MSSM参数空间,并讨论了所谓的共湮灭区附近的窄带,其中slepton可能是长寿命粒子。这个区域与WMAP对暗物质的限制是一致的,并且取决于$\tanβ$的值。在这个区域,恒星是长寿的,可以通过探测器。由于相对较小的质量(150 $÷$ 850 GeV),它们在LHC的生产截面可能达到几个% pb。
2005-09-16 hep-ph
Melting LHC detectors: A novel search for stopped long-lived particles
SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福直线加速器中心);Leinweber Institute for Theoretical Physics, Department of Physics, Stanford University(莱因韦伯理论物理研究所,斯坦福大学物理系);Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University(卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所,斯坦福大学物理系);William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University(威廉·H·米勒三世物理与天文系,约翰斯·霍普金斯大学);Department of Physics and Astronomy, University of Delaware and the Bartol Research Institute(特拉华大学物理与天文系及巴托尔研究所);Department of Physics, University of Washington(华盛顿大学物理系)
通过熔化LHC探测器材料并结合离心分离和质谱分析,提出一种新方法用于发现静止长寿命粒子,如gluino和stop。
2026-10-30 hep-ex hep-ph
Searching for New Long Lived Particles 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,寻找新的长寿粒子在动机良好的新物理方案。一个优点在于可以用较宽松的触发器操作主探测器,如果长寿命粒子以低横向动量产生,则可以增加可观测事件的数量。此外,在重离子碰撞中没有堆积可以避免在未来质子运行中将存在的系统性干扰,例如顶点错误识别的问题。最后,还有一些新的产生机制在质子碰撞中不存在或效率低下。我们表明,宽松的触发器可以单独在重离子数据中搜索与质子数据竞争的中微子最小标准模型中产生的B介子衰变中的重中微子的具体例子。我们的研究结果表明,比铅轻的离子的碰撞,这是目前正在讨论中的重离子社区,是很好的动机,从寻找新物理的观点。
2020-01-14 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
Effective field theory approach to LHC Higgs data
我回顾了LHC希格斯数据的有效场论方法。
2015-05-12 hep-ex hep-ph
Long-lived heavy neutral leptons at the LHC: four-fermion single-$N_R$ operators
在过去的几年里,在大型强子对撞机上寻找重中性轻子(HNL)的兴趣大大增加。在最小的情况下,HNL通过与标准模型(SM)谱中的活性中微子混合而产生和衰变。然而,许多SM扩展与HNL已在文献中讨论,有时会改变预期的LHC灵敏度急剧。在$N_R$ SMEFT中,我们扩展了SM有效场论,引入了SM单重态费米子,使得我们可以用“模型无关”的方式研究HNL现象。在本文中,我们研究了ATLAS对具有单个HNL的四费米子算符的$N_R$ SMEFT中HNL的灵敏度。这些运营商可能会主导HNL的生产和衰变,我们发现,新的物理尺度超过20 TeV可以探测在高光度LHC。
2022-01-14 hep-ex hep-ph
Long-lived TeV-scale right-handed neutrino production at the LHC in gauged $U(1)_X$ model
标准模型的规范$U(1)_X$扩展是一个简单而一致的框架,自然地包含三个右手中微子(RHN),用于产生观察到的轻中微子质量和I型跷跷板机制的混合。我们研究碰撞机可测性的$U(1)_X$模型,无论是在其最小形式与传统的电荷,以及与一个替代的电荷分配,通过共振生产的$U(1)_X$规范玻色子($Z^\prime$)和随后的衰变成一对RHN。我们首先从最新的LHC双轻子搜索中得到了新规范耦合$g_X$作为$Z'$ -玻色子质量的函数的更新上限。然后,我们确定的最大可能的截面为RHN对生产在这些限制。最后,我们调查的可能性有一个RHN长寿,即使是TeV级的质量。利用轻中微子质量矩阵的一般参数化方法再现了中微子振荡的观测数据,并进行了参数扫描,得到了最轻中微子质量本征值($m_{\rm lightest}$)与RHN最大寿命的简单关系式.我们发现,对于$m_{\rm lightest}\lesssim 10^{-5}$ eV,在最小的$U(1)_X$的情况下的RHN之一可以是长寿命的位移顶点签名,可以在大型强子对撞机和/或专用的长寿命粒子探测器,如MATHUSLA搜索。换句话说,一旦观察到一个长寿命的RHN,我们就可以在这个模型中为最轻的中微子质量设定一个上限。
2019-06-10 hep-ex hep-ph
Long-lived particles at the LHC: catching them in time
我们探讨了在LHC中使用精确定时信息来寻找长寿命粒子(LLP)的物理潜力。与轻标准模型粒子相比,大质量LLP的衰变产物到达探测器的时间延迟约为纳秒级。我们提出了新的策略,利用这个时间延迟功能,通过使用初始状态辐射的时间戳的碰撞事件,并要求至少一个LLP内的检测器衰减。这种搜索策略适用于各种型号。除了概述这种一般的方法,我们证明了它的有效性,预计达到两个基准的情况下:希格斯衰变成一对LLP,并对生产的长寿命的中性中子在规范介导的超对称性破缺模型。我们的策略增加了两个数量级或更多的LLP的寿命的敏感性,特别是表现出更好的行为与线性依赖于寿命在大的寿命区域相比,传统的LLP搜索。定时信息显著地减少了标准模型背景,并为LLP搜索提供了强大的新维度。
2019-04-12 hep-ex hep-ph
Long-Lived stop at the LHC with or without R-parity
我们考虑的情况下,引力子LSP和DM与停止NLSP都在R-奇偶守恒和R-奇偶违反超对称性(RPC和RPV超对称性,分别)。我们讨论了宇宙学的界限从大爆炸核合成(BBN)和引力子丰度,然后集中在长期的信号停止在大型强子对撞机作为位移顶点或亚稳粒子。最后,我们讨论了如何区分R-宇称守恒和R-宇称破缺终止衰变,如果它们发生在检测器和抑制SM背景。
2014-03-19 hep-ph
Long-lived staus at the LHC
超对称的情况下,一个非常弱的相互作用最轻的超粒子(LSP)-如引力子或轴子-自然会产生一个长寿命的近LSP(NLSP)。在Stau NLSP的情况下,这种情况在对撞机上以非常突出的方式出现。我们提出了LHC的敏感性,这些类的情况下,在简化模型的框架。这使得我们可以对最轻的Stau、Gluino和Squarks的质量进行严格的限制。
2012-07-12 hep-ph
Prospects on the search for invisible Higgs decays in the ZH channel at the LHC and HL-LHC: A Snowmass White Paper
我们展示了在大型强子对撞机(LHC)和高亮度LHC(HL-LHC)上寻找希格斯玻色子的不可见衰变的前景。这种搜索是在与Z玻色子结合产生的希格斯玻色子玻色子上进行的。我们预计,在95%置信水平下,在sqrt(s)=14 TeV时,可以排除17-22%(6-14%)的分支比和300 fb ^{-1}(3000 fb^{-1})的数据。该范围表示对系统不确定性控制的不同假设。解释与希格斯门暗物质模型也被认为是。
2014-12-16 hep-ex hep-ph
Testing Neutrino Dipole Portal by Long-lived Particle Detectors at the LHC
本研究提出在高亮度LHC运行阶段,利用长寿命粒子(LLP)探测器搜寻重中性轻子产生的单个高能光子,探测中微子偶极模型的电磁耦合,分析了四种耦合情形下的探测灵敏度,证实特定情形下可拓展偶极耦合探测范围。
2023-07-07 hep-ex 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
Measurement of the Superparticle Mass Spectrum in the Long-Lived Stau Scenario at the LHC
在具有长寿命状态的超对称场景中,LHC实验为我们提供了精确测量超粒子质量的良好环境。我们研究的情况下,最轻的斯陶和其他slepton之间的质量差约为10 GeV或更大,使较重的slepton的衰变产物是很难被检测到。我们证明了中性伴子,slepton和squarks的质量可以测量具有良好的精度。
2009-10-30 hep-ph
Long-lived Heavy Neutrinos from Higgs Decays
在规范$B-L$模型中研究了右手中微子通过标准模型希格斯玻色子的成对产生.质量为几十GeV的右手中微子通过跷跷板机制产生可行的轻中微子质量,自然会在LHC和拟议的轻子对撞机上表现出位移的顶点和独特的签名。右手中微子的产生速率取决于与$B-L$破缺有关的SM希格斯粒子和奇异希格斯粒子之间的混合,而它们的衰变长度则取决于活跃-惰性中微子的混合。我们专注于位移轻子的最终状态所产生的这样一个过程,并分析了LHC和建议的轻子对撞机在探测活跃的无菌中微子混合的灵敏度范围。我们表明,混合到μ子小到$V_{μN} \approx 10^{-7}$可以探测在大型强子对撞机与100 fb $^{-1}$和建议轻子对撞机与5000 fb $^{-1}$。LHC未来的高亮度运行和拟议中的MATHUSLA探测器可能会进一步提高这一范围的数量级。
2018-09-03 hep-ex hep-ph
An approach to constraining the Higgs width at the LHC and HL-LHC
尽管发现了希格斯玻色子玻色子在五个不同的通道中衰变,但希格斯玻色子玻色子的许多参数仍然基本上不受约束。在本文中,我们提出了一种新的方法来限制希格斯玻色子的总宽度,要求希格斯被解决为一个单一的高p $_T$喷流和测量包容希格斯玻色子截面。为了测量包容性的希格斯玻色子横截面,我们依赖于机器学习和修改后的喷注重建的新方法。这种方法被发现是补充现有的离壳宽度测量,并与充分的HL-LHC光度,能够产生类似的灵敏度离壳投影。我们概述了理论和实验的局限性,并提出了一个路径,使这种方法一个真正的模型无关的测量的希格斯玻色子总宽度。
2019-10-04 hep-ex hep-ph
Study of the heavy CP-even Higgs with mass 125 GeV in two-Higgs-doublet models at the LHC and ILC
我们假设在LHC上发现的125 GeV的Higgs粒子是双Higgs偶态模型中的重CP偶Higgs粒子,并在最新的Higgs信号数据允许的条件下,考察了I型、II型、轻子特异性和Flipped模型中的参数空间,以及相关的实验和理论约束。此外,我们还展示了未来在LHC和ILC(包括积分光度为300 fb的LHC $^{-1}$)测量125 GeV希格斯粒子时,$\tanβ$、$\sin(β-α)$、$Hf\bar{f}$和$HVV$耦合的预测极限(LHC-300 fb $^{-1}$)和3000 fb $^{-1}$(LHC-3000 fb $^{-1}$)以及$\sqrt{s}=250$ GeV(ILC-250 GeV)、$\sqrt{s}=500$ GeV(ILC-500 GeV)和$\sqrt{s}=1000$ GeV(ILC-1000 GeV)的ILC。假设未来的Higgs信号数据与SM预期没有偏差,LHC-300 fb $^{-1}$、LHC-3000 fb $^{-1}$和ILC-1000 GeV分别可以在$2σ$水平上排除II型、Flipped和轻子特定模型的错误符号Yukawa耦合区。LHC和ILC未来的实验将限制希格斯耦合非常接近SM值,特别是对于$HVV$耦合。
2014-11-12 hep-ex hep-ph
Probing a long-lived pseudoscalar in type-I 2HDM with displaced vertices and jets at the LHC
Yantai University(烟台大学);Hefei University of Technology(合肥工业大学)
研究在LHC上通过位移顶点和喷注探测类型I二双态模型中长寿命赝标量A的发现前景,分析其在不同参数空间中的排除情况。
2026-03-29 hep-ex hep-ph
Squark Mass Measurement in the Long-lived Stau Scenario at the LHC
在大型强子对撞机上,长寿命的斯陶假设是一个有趣的可能性。我们研究在这种情况下的夸克质量测量,特别是,我们表明,左手和右手的夸克质量都是可测量的。在超对称事件中,预计会出现多股喷流,这成为组合背景的来源。为了减少这种背景的半球分析,我们讨论的质量测量的夸克在衰变模式的左手夸克到夸克+(中性/带电)Wino和右手夸克到夸克+ Bino。
2010-12-06 hep-ph
More light on Higgs flavor at the LHC: Higgs couplings to light quarks through $h + γ$ production
在强子对撞机上,希格斯粒子与光子的结合是一个罕见的过程,在大型强子对撞机上还没有观察到。我们发现,这个过程是敏感的希格斯耦合到第一代和第二代SM夸克(特别是向上型)从他们的SM值的显着偏差,并使用多元神经网络分析,以获得高亮度LHC探测偏差的前景和魅力希格斯汤川耦合通过$h + γ$生产。
2021-08-13 hep-ex hep-ph
HiggsBounds-5: Testing Higgs Sectors in the LHC 13 TeV Era
我们描述了公共计算机代码HiggsBounds的最新发展。特别是,这些包括从运行2的质量中心能量为13 TeV的LHC希格斯搜索结果的合并,并为改进的希格斯截面和分支比预测和新的搜索渠道帐户的理论输入的更新和扩展的框架。此外,我们讨论了一种改进的方法,用于HiggsBounds近似重建的排除可能性的LHC搜索的非标准希格斯玻色子衰减到$ττ$的最终状态。我们详细描述了新版本HiggsBounds-5的新功能和更新功能。
2020-06-10 hep-ex hep-ph
Light charged Higgs at LHC
大型强子对撞机发现质量为135-180 GeV的轻荷希格斯粒子的计划必须考虑衰变$H^+\to \bar{b}\,t^*\to W^+b\bar{b}$。得到了衰变产物在$t^*=Wb$有效质量中的分布。
2012-11-13 hep-ex hep-ph
Higgs, di-Higgs and tri-Higgs production via SUSY processes at the LHC with 14 TeV
我们系统地研究了超对称粒子在唯象MSSM(pMSSM)中衰变产生质量约为$125$ GeV的希格斯玻色子.我们发现区域的参数空间是一致的,与所有的世界数据,并预测在14 TeV的LHC的异常希格斯粒子,双希格斯粒子,甚至三希格斯粒子事件的相当大的速度。所有相关的超对称性生产过程进行了调查。我们发现,希格斯玻色子可以产生在各种各样的超对称过程中,导致在一个大范围的不同的检测器签名包含丢失的横向动量。这样的希格斯事件是新物理学的杰出标志,已经为早期的14 TeV LHC数据。超对称过程对于消除即将到来的标准模型希格斯和双希格斯生产测量中发现的偏差也很重要。
2015-02-09 hep-ex hep-ph
Bounds on Higgs-Portal models from the LHC Higgs data
在许多希格斯门模型中,$SU(2)$同位旋单态标量玻色子一般出现在电弱尺度下,并且可以与标准模型(SM)希格斯玻色子以混合角$α$混合。这种单重标量玻色子可以与一对暗物质粒子、矢量轻子或夸克或新的规范玻色子进行重整化耦合,从而以一种非平凡的方式改变希格斯信号的强度。在这项工作中,我们使用最新的LHC希格斯玻色子数据进行全球拟合,并讨论了希格斯门型模型的相应影响。特别是,我们发现,目前的大型强子对撞机希格斯玻色子的数据稍微有利于SM的希格斯门户单重标量模型,这必须进一步检查使用即将到来的大型强子对撞机希格斯玻色子的数据。最后,Higgs门户模型被约束如下:$\cosα\gtrsim 0.86$和$ΔΓ_{\rm tot} \lesssim 1.9$ MeV在95 \% CL。
2015-10-14 hep-ex hep-ph
Beyond Standard Model Higgs boson physics with the ATLAS experiment at the LHC
寻找超越标准模型的希格斯玻色子的证据是大型强子对撞机希格斯玻色子研究的一个组成部分。本文综述了最近用ATLAS探测器记录的运行I LHC质子-质子碰撞数据进行的超越标准模型的希格斯玻色子搜索。特别是,搜索希格斯玻色子级联,双希格斯玻色子生产,标量粒子衰变到$γγ$对,味道改变中性电流涉及希格斯玻色子,和希格斯玻色子衰变到不可见的粒子进行了讨论。没有发现与背景预期的显著偏差,并且获得了超出标准模型的物理学上的相应约束。
2014-08-15 hep-ex hep-ph
Probing pair production of long-lived scalars via an off-shell Standard-Model-like Higgs boson at the LHC
Yantai University(烟台大学);Hefei University of Technology(合肥工业大学)
研究通过离壳希格斯玻色子产生长寿命标量粒子对,利用ATLAS位移顶点搜索限制参数空间,并评估高亮度LHC的灵敏度提升。
2026-09-02 hep-ex hep-ph
Prospects for beyond Standard Model Higgs boson searches at future LHC runs and other machines
在大型强子对撞机上发现的希格斯玻色子玻色子为精确理解质量的起源和真空的结构提供了新的可能性。标准模型之外的几个理论预测了一个扩展的希格斯扇区,带有额外的标量粒子。我们概述了这些超越标准模型希格斯玻色子在大型强子对撞机和未来可能的高能对撞机设施的互补搜索的可能性。
2017-02-21 hep-ex hep-ph
Off-shell Higgs production at the LHC as a probe of the trilinear Higgs coupling
在标准模型有效场论(SMEFT)的背景下,我们研究的三线性希格斯耦合的约束,源于离壳层希格斯生产质子-质子碰撞。我们对$gg \to h^\ast \to Z Z \to 4 \ell$过程的计算包括对胶子-胶子-聚变Higgs产生的双圈修正和对Higgs传播子及其衰变的单圈修正。采用矩阵元素为基础的运动学判别,我们确定了LHC运行3的范围和LHC的高亮度选项,在约束相关的SMEFT威尔逊系数。我们提出的限制,不仅是竞争,但也补充预计间接限制,人们期望获得的包容性测量的单希格斯生产过程中,在未来的大型强子对撞机运行。
2022-02-01 hep-ex hep-ph
Gluon jet as a probe of a long-lived colored particle at the LHC
在一些新的物理模型中,存在一种长寿命的有色粒子。虽然这样的粒子有望通过研究类μ子径迹发现,但在大型强子对撞机上区分强子事件和轻子事件并不容易。我们主要研究与单个硬胶子喷注有关的带电径迹事件。它们对有色长寿命粒子很敏感,并且在应用速度切割后几乎不受背景影响。我们还研究了探测粒子性质的过程。
2010-02-20 hep-ph
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
Beyond standard model Higgs physics: prospects for the High Luminosity LHC
这篇文章总结了在希格斯狩猎2014年的ATLAS和CMS实验的灵敏度超出标准模型希格斯物理在高亮度大型强子对撞机的投影的谈话。我们描述矢量玻色子散射的结果,寻找额外的中性希格斯玻色子玻色子在两个希格斯二重态模型和口味改变中性电流顶部衰变。
2014-11-02 hep-ex hep-ph
LHC phenomenology with hidden sector dark matter: a long-lived stau and heavy Higgs in an observable range
与标准模型具有非常弱相互作用的隐藏扇区的存在对LHC签名具有重要意义。在这项工作中,我们讨论了LHC的现象,包括一个隐藏的部门由$U(1)$扩展MSSM/SUGRA。我们考虑动力学混合和Stueckelberg质量混合之间的$U(1)$规范场的隐藏部门和$U(1)_Y$的可见部门。这种模型具有扩展的参数空间。我们在这里考虑这个参数空间的两个有限区域。在第一种情况下,我们考虑一个$U(1)$规范场随着手征领域所需的施图克尔伯格机制的操作和讨论之间的混合隐藏和可见的部门。在这里,如果Stau是MSSM扇区中最轻的超粒子,而隐藏扇区的中性伴子是整个系统的LSP和暗物质候选者,那么Stau可以是长寿的,并在LHC探测器跟踪器内衰变。在第二种情况下,我们在隐藏扇区中包含额外的类矢量物质,除了隐藏扇区中的两个中性伴子之外,它还可以产生狄拉克费米子。中性伴子区现在有6个中性伴子,我们假设其中最轻的是LSP,并且是类希格西诺的。在这种情况下,暗物质由马约拉纳费米子和狄拉克费米子组成,小的$μ$导致重的希格斯玻色子质量,它们位于HL-LHC和HE-LHC的可观测范围内。
2019-09-18 hep-ex hep-ph