$L_μ-L_τ$ gauge bosons in beam dumps and supernovae
York University（约克大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）
研究$L_μ-L_τ$规范玻色子在束流损坏和超新星中的现象学，分析其在SHiP实验中的灵敏度差异及超新星冷却约束。
2026-05-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for new light particles at ILC main beam dump
我们进行了可行性研究的束流收集实验在国际直线对撞机（ILC）。为了研究在实验中对新的轻粒子的敏感性，我们考虑了轴子样粒子（ALP）和轻标量粒子耦合到带电轻子的模型。对于这两种模型，我们表明，检测灵敏度几乎是一个数量级高于其他束流收集器实验中的小耦合区域。对于ALP，它表明，ILC束流收集实验是高度互补的天体物理界。此外，对于标量粒子模型，可以探索μ子$g-2$实验所青睐的区域。
2021-03-23 hep-ex hep-ph
The potential of the ILC beam dump for high-intensity and large-area irradiation field with atmospheric-like neutrons and muons
我们通过蒙特卡罗模拟评估了ILC束流收集器中产生的中子和μ子通量，并讨论了它们在辐射场中的潜在用途。我们表明，束流转储可以提供高强度的中子和μ子通量的光谱非常相似的二次宇宙射线，这是适合于软错误的研究。在ILC的初始阶段，束流收集器在垂直于束轴的空间上输送大约是次级宇宙射线的$10^{11}$倍的中子，并且在束流收集器下游输送大约是次级宇宙射线的$10^8$倍的μ子。可以进行1 μ m $^2$以上的大面积照射。粒子物理实验中的电子和正电子束转储的μ子的能量分布的差异也进行了讨论。
2023-03-02 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Light in the beam dump -- ALP production from decay photons in proton beam-dumps
在MeV-GeV区域探索长寿命粒子是一项艰巨的任务，但它可能为我们提供一个独特的进入暗区的途径。具有足够能量和强度的质子束的固定目标设施是应对这一挑战的理想工具。在这项工作中，我们表明，主要耦合到光子的类轴粒子（ALP）的产生率收到的次级$π^0$和$η$介子的子光子在质子簇射中产生的显着贡献。我们仔细比较PYTHIA模拟光谱的实验文献，计算ALP通量从Primakoff转换这些光子，最后重新审视现有的限制ALP和更新的前景，一组现有的和未来的搜索。我们的研究结果表明，考虑到这种生产机制显着提高了灵敏度相比，以前的研究的基础上连贯的ALP生产在初级质子-核相互作用。
2020-09-11 hep-ex hep-ph
A novel way to search for light dark matter in lepton beam-dump experiments
提出了一种利用GeV电子（和正电子）撞击厚靶（束流收集器）产生和探测光暗物质的新机制。由电磁簇射产生的富正电子环境允许经由原子电子上的非共振（$e^+ + e^- \to γ+ A^\prime$）和共振（$e^+ + e^- \to A^\prime$）湮灭来产生$A^\prime$。对于某些选定的运动学，后一种机制导致相对于由常用的$A^\prime-strahlung$导出的极限的更大灵敏度。应用于束流倾倒实验和{ \it active}束流倾倒实验的这一想法将电流限制降低了一个数量级。
2018-07-16 hep-ex hep-ph
ALPtraum: ALP production in proton beam dump experiments
由于其高束流能量和强度，现有的和不久的将来的质子束流转储提供了一个很好的机会，以寻找新的非常弱耦合粒子在兆电子伏到千兆电子伏的质量范围。一个特别有趣的例子是所谓的类轴子粒子（ALP），即耦合到两个光子的赝标量。质子束转储的挑战是可靠地计算两个复合物体（质子和目标原子）相互作用产生的新粒子。在这项工作中，我们认为，Primakoff生产的ALP收益的动量范围内，生产率和角分布可以确定到足够的精度，使用简单的电磁形状因子。重新分析过去的质子束流转储实验，这个生产通道，我们得到新的约束参数空间的ALP。我们表明，欧洲核子研究中心的NA62实验可以通过在“转储模式”下运行几天来探测未探索的参数空间，并讨论未来实验的机会，如SHiP。
2016-01-25 hep-ex hep-ph
MiniBooNE-DM: a dark matter search in a proton beam dump
在一次专门的运行中，费米实验室助推器的质子被直接输送到助推器中微子束线（BNB）的钢梁堆，MiniBooNE探测器被用来寻找通过矢量玻色子介质产生的亚GeV暗物质粒子。所寻找的信号是暗物质粒子从探测器矿物油中的核子上弹性散射出来的，中微子是不可约的背景。本文综述了该实验的研究进展、分析方法、结果和展望，指出束流收集实验为暗物质的研究提供了一种新的、有前途的方法。这篇文章是为TAUP 2017程序撰写的。
2019-07-10 hep-ex hep-ph
First Evaluation of Meson and $τ$ lepton Spectra and Search for Heavy Neutral Leptons at ILC Beam Dump
由于高能电子束应在碰撞点后倾倒，因此束流倾倒实验可以无缝地添加到国际直线对撞机（ILC）计划中。ILC束流收集器实验将为寻找新的长寿命粒子提供一个极好的机会。由于它们中的许多可以通过标准模型粒子的罕见衰变产生，我们基于PHITS和PYTHIA 8模拟评估衰变时介子和$τ$轻子的光谱。作为一个有启发性的物理案例，我们研究了重中性轻子在ILC束流收集器实验中的投影灵敏度。重中性轻子也可以通过ILC主探测器的深度非弹性散射和$Z$玻色子衰变产生，我们将其包括在投影中。使用多轨道信号，即使与其他提议的搜索相比，范围也将在质量和耦合方面大大扩展。
2023-01-27 hep-ex hep-ph
Probing the muon $g-2$ with future beam dump experiments
我们考虑μ子$g-2$反常的轻$Z'$解释。即使这样的$Z'$没有与电子的树能级耦合，通常也会在环能级处诱导一个。我们表明，未来的束流收集器实验是强大的，足以把严格的约束$-$或发现$-$一个$Z'$与环抑制耦合到电子。只有当$Z'$与中微子有很大的相互作用时，才能避免这种限制，在这种情况下，中微子散射实验将限制这种情况。因此，束流收集器和中微子散射实验之间的互补性表明，在不久的将来，探测$Z'$参数空间的大部分有很好的前景。
2021-08-11 hep-ex hep-ph
Sub-GeV dark matter search at ILC beam dumps
本研究提出ILC束流靶实验ILC-BDX装置，通过多层径迹探测器与电磁量能器等设备，在考虑束流与宇宙线本底的情况下，搜寻亚GeV轻暗物质，可探测暗光子媒介子模型参数空间的多个感兴趣区域，灵敏度常低于遗迹目标。
2024-01-26 hep-ex hep-ph
Dark photon production through positron annihilation in beam-dump experiments
高能正电子湮灭是产生暗光子（$A^\prime$）的可行机制。该反应通过提高对$A^\prime$产生的灵敏度，在使用多GeV电子束对厚靶进行实验的束流收集实验中起着重要作用。由电磁簇射产生的正电子可以经由原子电子上的非共振（$e^+ + e^- \to γ+ A^\prime$）和共振（$e^+ + e^- \to A^\prime$）湮灭产生$A^\prime$。对于可见光衰变，共振湮灭的贡献导致在一个更大的灵敏度相对于由常用的$A^\prime$ -strahlung在某些运动区域的限制。当包括在E137束流收集实验范围的评估中时，正电子湮没将$\varepsilon$的电流极限在33 MeV/c $^2<m_{A^\prime}<120$ MeV/c $^2$范围内向下推2倍。
2018-07-11 hep-ex hep-ph
Probing Millicharged Particles at an Electron Beam Dump with Ultralow-Threshold Sensors
提出利用Skipper-CCD超低阈值传感器在电子束流收集器中探测毫电荷粒子，发现其灵敏度可超越现有搜寻并增强加速器实验的探测范围。
2025-03-03 hep-ex hep-ph
Beam-Dump Ceiling and Its Experimental Implication: The Case of a Portable Experiment
University of South Dakota（南达科他大学）；University of Texas, Arlington（得克萨斯大学阿灵顿分校）；Chungnam National University（忠南国立大学）；Seoul National University（首尔国立大学）
研究束流沉降天花板现象，探讨其对寻找快速衰变介质的实验影响，提出便携式实验方案以探索未达区域的参数空间。
2026-05-11 hep-ex hep-ph
Resonant production of dark photons in positron beam dump experiments
正电子束流收集器实验具有独特的功能，以寻找非常窄的共振超弱耦合到$e^+ e^-$对。由于来自软光子韧致辐射的能量的持续损失，在转储的前几个辐射长度中，正电子束可以连续地扫描，以通过靶中原子$e^-$的$e^+$湮灭来共振产生新的共振。在与光子动力学混合的暗光子$A'$的情况下，这种产生模式在电磁耦合$α$中是一阶的，并且因此相对于迄今为止所考虑的$e^--$核子散射中的$O(α^2)$ $e^+e^- \to γA'$产生模式和$O(α^3)$ $A'$韧致辐射在参数上增强。如果寿命足够长，允许$A'$退出转储，则可以很容易地检测到$A' \to e^+e^-$衰变并将其与背景区分开来。我们探讨了可预见的灵敏度的弗拉斯卡蒂PADME实验在搜索与这种技术的$17\,$兆电子伏暗光子调用解释的$^8$被异常的核跃迁。
2018-04-22 hep-ex hep-ph
New Constraints on ALP Electron and Photon Couplings from ArgoNeuT and the MiniBooNE Beam Dump
利用 MiniBooNE 束流dump 零观测数据，对 MeV 质量区 ALP 与电子、光子的耦合给出新约束，排除此前实验室未约束的参数空间，并论证 ArgoNeuT 数据具有互补搜索潜力。
2023-07-11 hep-ex hep-ph
New Limits on Hidden Photons from Past Electron Beam Dumps
具有轻的额外U（1）规范玻色子的隐藏扇区，即所谓的隐藏光子，最近引起了一些关注，因为它们是标准模型之外的物理学的共同特征，如弦论和超对称性，并且在最近的天体物理观测中也引起了极大的兴趣。隐藏的光子已经受到各种实验室实验的限制，目前正在进行和即将进行的实验中寻找。我们总结了目前的状态，隐藏的光子限制从过去的电子束流转储实验，包括两个新的限制，从这样的实验在高能加速器研究组织在日本（KEK）和加速器线（LAL，奥赛）到目前为止还没有被考虑。我们所有的限制都考虑到了从蒙特卡罗模拟中获得的实验接受度。
2012-11-14 hep-ex hep-ph
Proposal to use LHC general-purpose detectors in "beam-dump" measurements for long-lived particles
提出利用LHC的ATLAS/CMS通用探测器开展类束流收集测量，借助量能器次级粒子产生长寿命新粒子，并以CMS中的ALP为例说明其灵敏度优势与扩展潜力。
2025-01-09 hep-ex hep-ph
Search for sterile neutrino with light gauge interactions: recasting collider, beam-dump, and neutrino telescope searches
我们研究了在耦合到中微子扇区的轻规范玻色子$X^μ$存在下的无菌中微子的特征。本文探讨了在不同对撞机和固定靶实验中得到的活性-无菌中微子混合物$| U_{\ell 4} |^2$，特别是τ味中微子混合物（$l = τ$）的新的边界。同时，考虑到无菌中微子衰变为轻规范玻色子（$ν_4 \to ν_\ell e^+ e^-$）的额外通道，我们对中微子振荡实验中低能过剩的参数空间进行了探索和约束.
2020-08-28 hep-ex hep-ph
Strong Constraints on Sub-GeV Dark Matter from SLAC Beam Dump E137
我们提出了新的限制亚GeV的暗物质和暗光子的电子束流转储实验E137在SLAC在1980年至1982年进行。与电子相互作用的暗物质（例如，通过暗光子）可能是在电子与目标碰撞中产生的，并在E137探测器中被电子散射，产生了高能电磁簇射的引人注目的零背景特征，该特征指向束流收集器。E137探测新的和重要的参数空间范围，并限制了动机良好的可能性，即不可见的衰变暗光子可以解释的测量值和μ子异常磁矩的SM值之间的$\sim 3.6 σ$差异。这也限制了这些模型中暗物质残余密度由热冻结得到的参数空间。E137还令人信服地证明了（宇宙）背景是可以控制的，因此可以作为未来束流收集器搜索亚GeV暗物质散射探测器中电子的有力原理证明。
2015-10-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A biased MC for muon production for beam-dump experiments
寻找MeV-GeV质量范围内的弱相互作用新物理粒子通常涉及将高强度光束倾倒到厚的重目标中。从第一原理评估这些搜索的预期背景的挑战受到产生由初级束引起的簇射所需的CPU时间的限制。我们提出了一个Monte Carlo偏置方法，允许三个数量级的增加效率的模拟μ子生产的400 GeV的$/c$质子束流转储设置。与此同时，这种偏置方法几乎保留了第一原理模拟的所有特征。
2021-07-22 hep-ex physics.data-an
Towards the optimal beam dump experiment to search for feebly interacting particles
本研究针对对撞机难以探测质量5-10GeV/c²以下弱相互作用粒子（FIPs）的局限，分析束流倾倒实验几何参数对信号产额的影响，提出最大化接收度的最优探测器布局方案。
2023-11-11 hep-ex hep-ph
PASSAT at Future Neutrino Experiments: Hybrid Beam-Dump-Helioscope Facilities to Probe Light Axion-Like Particles
在实验室中产生的类轴子粒子（axion-like particles，ALP）大致有三种探测途径：通过它们随后衰变为标准模型（Standard Model，SM）粒子，它们与SM粒子的散射，或者它们随后转化为光子。衰减和散射是束流收集器类型实验中最常探索的通道，而转换通常被用于光穿透壁（LSW）实验。一类新的实验，被称为PASSAT（用于细长类轴子粒子探测的粒子加速器太阳镜），已经被提出以一种新的方式利用ALP到光子的转换：ALP在束流收集装置中产生后，在放置在源附近的磁场中变成光子。它已被证明，这种混合光束转储日光镜实验可以探测区域的参数空间，还没有被其他实验室为基础的实验研究，因此提供了补充信息，特别是，他们探测一个根本不同的区域比衰减或LSW实验。我们建议PASSAT在未来的中微子实验中的实施，作为一个例子，沙丘般的实验。我们表明，在计划的沙丘多用途探测器的磁场已经能够探测ALP光子耦合到$g_{aγγ} \sim {\rm few}\times 10^{-5}$ GeV $^{-1}$ ALP群众$m_a \lesssim 10$ eV。CAST或BabyIAXO类磁体的实现将灵敏度提高到$g_{aγγ} \sim 10^{-6}$ GeV $^{-1}$。
2021-09-16 hep-ex hep-ph
Search for Dark Matter with LHC proton Beam Dump
暗物质（DM）的粒子质量范围在几兆电子伏到千兆电子伏的等待被探索，考虑到许多理论模型容纳宇宙丰度。在此，我们提出了一个实验与LHC质子束的7 TeV的撞击到束流收集器的目标，发射中微子和可能的，暗物质的候选人。该实验还将允许观察涉及弹性和非弹性过程的签名，所述弹性和非弹性过程涉及DM候选者、电子和存在于转储目标的核中的强相互作用粒子。在这些特征中的每一个中都会存在剩余的中微子背景，因此所提出的实验检测器子系统将是这样的，它们将涉及作为最终状态的弹性或非弹性散射的标准模型粒子。运动学分布尾部的凸起或多余部分最终将使我们瞥见新粒子的存在，这些粒子可能是暗物质的候选者。考虑到LHC机器的参数，这种实验的灵敏度在它应该开发的能量区域是独一无二的。
2016-08-31 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Investigation of the concurrent effects of ALP-photon and ALP-electron couplings in Collider and Beam Dump Searches
本文研究 ALP-光子与 ALP-电子耦合同时存在时对对撞机和束流倾倒实验界限的影响，发现截面、分支比和寿命修正会显著改变 Belle-II、BaBar、E137、NA64 等实验对 KSVZ 和 DFSZ 类紫外模型的约束。
2023-09-11 hep-ex hep-ph
Axion-Like Particle Production at Beam Dump Experiments with Distinct Nuclear Excitation Lines
本文以 IsoDAR 为例，提出利用束流 dump 中单能核退激光子搜索类轴子粒子，可弥补传统 QCD 轴子搜索的空白并拓展对核子/电子耦合参数空间的灵敏度，同时给出优化同位素静止衰变实验设计的思路。
2023-05-25 hep-ex hep-ph
Dark Matter Search in a Proton Beam Dump with MiniBooNE
MiniBooNE-DM合作研究了矢量玻色子介导的暗物质的产生，使用费米实验室8 GeV助推器质子束，在专用运行中将$1.86 \times 10^{20}$质子输送到钢制束流收集器。位于下游490米处的MiniBooNE探测器通过与探测器矿物油中的核子的弹性散射对暗物质敏感。为以前的MiniBooNE散射结果开发的分析方法，并同时分析了几个约束数据集，以尽量减少中微子通量和相互作用率的系统误差。没有观察到超过背景的事件，导致90%的置信限的暗物质截面参数，$Y=ε^2α_D(m_χ/m_V)^4 \lesssim10^{-8}$，$α_D=0.5$和$0.01<m_χ<0.3~\mathrm{GeV}$的矢量门户模型中的暗物质的暗物质质量。这是在这个质量和耦合范围内专用质子束流收集器搜索的最佳限制，并延伸到直接暗物质搜索的质量范围以下。这些结果展示了一种新的和强大的方法，暗物质搜索束流收集实验。
2017-08-23 hep-ex hep-ph
New Physics at Neutron Beam Dump
本文提出“中子束流垃圾场”概念，利用FASER/FASER2实验中高能中子与铁靶相互作用产生的韧致辐射和次级粒子，探测暗规范玻色子和类轴子粒子等新物理信号，显著扩展了实验的搜索潜力。
2024-08-27 hep-ex hep-ph
Event generation for beam dump experiments
大量的新物理模型被诸如暗物质的性质、中微子质量的起源和宇宙中重子的不对称性等问题所激发，它们预测了以新粒子为特征的隐藏扇区的存在。其中的可能性是重中性轻子，矢量和标量，弱相互作用的标准模型（SM）部门和典型的轻和长寿命。这种新的状态可以在高强度的设施中产生，即所谓的束流收集实验，或者直接在硬相互作用中产生，或者作为较重介子的衰变产物产生。然后，它们可以衰变回SM或隐藏的扇形粒子，在遥远的探测器中产生特殊的衰变或相互作用信号。模拟这类事件是一个挑战，因为不仅需要描述短距离的新物理（硬产生，强子衰变和与探测器的相互作用）和通常的SM现象，而且还必须考虑由探测器的几何形状决定的旅行。在这项工作中，我们描述了一个新的插件的{ \sc MadGraph5\_aMC@NLO}平台，它允许完整的模拟新的物理过程相关的束流收集实验，包括各种机制的生产隐藏的粒子，即它们的衰变或散射的SM粒子，以及它们的远检测，考虑到空间相关性和几何实验。
2018-12-17 hep-ex hep-ph
Design and early operation of a new-generation internal beam dump for CERN's Super Proton Synchrotron
本文介绍了CERN SPS新一代内部束流收集器的设计与早期运行，针对更高束流功率需求，通过热机械模拟、热等静压制造和全面监测系统实现20年设计寿命，保障加速器安全运行。
2023-12-27 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
SBN-BD: $\mathcal{O}$(10 GeV) Proton Beam Dump at Fermilab's PIP-II Linac
质子束流转储是介子的丰富来源，使一个强大的技术，以寻找矢量介质耦合的暗物质的中性π介子和更高质量的介子衰变。到本世纪末，PIP-II直线加速器将为FNAL校园提供高达1兆瓦的质子功率。这包括显著增加助推中微子束线（BNB）的功率，该束线向短基线中微子（SBN）探测器提供8 GeV的质子。通过建立一个新的专用束流收集器目标站，并使用SBN探测器，相对于最近的MiniBooNE束流收集器搜索，可以实现暗物质搜索灵敏度的一个数量级以上的增加。对BNB的这种适度的成本升级将开始测试高度动机的遗迹密度极限预测的模型，并提供新的方法来测试MiniBooNE所看到的低能事件异常过剩的解释。
2022-09-23 hep-ex
New Searches for Muonphilic Particles at Proton Beam Dump Spectrometers
本文提出利用质子束流收集谱仪中次级μ子与靶核散射产生的亲μ子粒子及其双μ子衰变信号，在不增加硬件的情况下以寄生方式搜寻可解释μ子g-2反常的标量粒子。
2023-01-19 hep-ex hep-ph
Neutrino oscillation studies with laser-driven beam dump facilities
提出了一种新的机制，有效的质子加速在GeV的能量范围内，非传统的高强度质子驱动程序，因此，低能量（10-200 MeV）中微子源的应用进行了讨论。特别是，我们调查可能的用途，探索次主导$\barν_μ\to \barν_e$振荡在大气尺度和CP共轭。我们强调有机会结合惯性约束核聚变和中子源项目开发这些设施。
2004-12-02 hep-ex hep-ph physics.plasm-ph
New Electron Beam-Dump Experiments to Search for MeV to few-GeV Dark Matter
在一类广泛的一致性模型中，MeV到几GeV的暗物质通过弱耦合的GeV尺度介质与普通物质相互作用。我们表明，一个合适的米级（或更小）的探测器位于下游的电子束转储可以灵敏地探测暗物质通过子GeV介质相互作用，而B-工厂搜索覆盖1-5 GeV的范围。结合起来，这样的实验探索了一个动机良好，否则无法访问的区域的暗物质参数空间的灵敏度几个数量级超出现有的直接检测的限制。这些实验还将探测到新的规范玻色子（“暗光子”）的不可见衰减，直到ε~ 10^{-4}的动力学混合，包括与解释（g-2）_μ差异相关的参数范围。对其他长寿命暗扇区状态和新的毫电荷粒子的灵敏度也将得到提高。
2013-11-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Reconstructing axion-like particles from beam dumps with simulation-based inference
针对束流失靶实验中类轴子粒子衰变位置难以精确测定的问题，提出基于条件可逆神经网络的模拟推断方法重建粒子质量与寿命，该方法优于传统变量重建并提供可靠不确定性估计，且能快速适应不同探测器特性以优化实验设计。
2024-07-29 hep-ex 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
Unveiling Time-Varying Signals of Ultralight Bosonic Dark Matter at Collider and Beam Dump Experiments
本研究提出利用暗媒介子质量周期性振荡的时变特性，结合对撞机与束流倾倒实验及事件时间戳，实现超轻玻色子暗物质的探测，较传统方法灵敏度提升约一个数量级，还可探测暗媒介子不可见衰变。
2023-08-28 hep-ex hep-ph
New Physics Search with the Optical Dump Concept at Future Colliders
本文提出利用康普顿背散射产生的高能光子束在固定靶上搜索类轴子粒子，比较了多种未来设施方案的预期灵敏度与现有约束及未来对撞机直接搜索。
2025-03-26 hep-ex hep-ph
Upward and Horizontal Tau Air-showers from Earth Crust Crowns: Traces of Highest Energy Neutrinos Beam Dump in Widest Volumes
预期的超高能中微子信号可能会从PeV高达GZK能量的上升和水平Tau空气阵雨，UPTAUS和HORTAUS，闪烁向山峰，飞机，气球和卫星。这些陆地日冕在每个高度的面积，重量和质量估计目前和未来的头空气淋浴实验。当从高山上观测时，这些质量相当于EeVs中微子能量以上几立方千米的体积，在GZK能量下（E ≥ 10^19 eV），它们甚至可能超过150立方千米，而从卫星上从轨道高度向地球的水平冕边缘观测时，它们甚至可能超过150立方千米。
2003-01-16 astro-ph hep-ex hep-ph
Exploring the lifetime frontier with a beam-dump experiment at CiADS
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory（广东省先进能源科学技术实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Peking University（北京大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Fudan University（复旦大学）
提出在CiADS设施上开展束流倾倒实验（CiADS-BDE），利用强前向增强和低本底环境，通过暗光子模型研究长寿命粒子，在5年运行时间内可探测O(100) MeV暗光子质量和O(10^{-9}–10^{-8})动力学混合的未排除参数空间。
2026-05-24 hep-ex hep-ph
Search for axion-like particles with electron and positron beams at KEK Linac
我们提出了一个固定目标的实验，以寻找轴子样粒子（ALPs）耦合到光子，利用电子和正电子束可在KEK直线加速器。ALP的灵敏度进行了评估，结合其他束流收集器实验，固定目标实验，和$e^+e^-$对撞机实验的两个屏蔽设置。研究表明，这两种设置可以探索之间的差距搜索区域排除束流收集器实验和$e^+e^-$对撞机实验。
2021-08-10 hep-ex hep-ph
PIP2-BD: GeV Proton Beam Dump at Fermilab's PIP-II Linac
PIP-II超导RF直线加速器目前正在费米实验室建造，预计将于2028年底完工。PIP-II能够以连续波模式运行，并可同时向兆瓦级、GeV级束流收集设施和LBNF/DUNE提供800 MeV质子。目前正在研究质子收集器环的设计，以便将PIP-II质子聚集成中微子和低质量暗物质实验所需的短脉冲。PIP 2-BD是一个拟议中的100吨LAr浓缩实验，其探测器设计灵感来自CENNS-10和CCM，对BSM物理学具有世界领先的灵敏度，包括PIP-II质子束流收集器中产生的低质量暗物质。
2022-09-23 hep-ex
Validity of the Weizsäcker-Williams Approximation and the Analysis of Beam Dump Experiments: Production of an axion, a dark photon, or a new axial-vector boson
束流收集器实验已被用来寻找新的粒子，$ϕ$，解释的质量$m_ϕ$和耦合常数$ε$的限制方面的零结果。然而，这些限值是通过使用近似法[包括Weizsäcker-Williams（WW）近似法]或蒙特卡罗模拟获得的。我们展示的方法来获得的横截面和由此产生的粒子生产率，而不使用相空间积分或蒙特卡罗模拟近似。在我们以前的工作中，我们研究了新的标量玻色子生产的情况下，在本文中，我们探索所有可能的新的自旋0和自旋1粒子。我们表明，近似不能用来获得准确的值的截面。当在线性标度上观察时，相应的排除图差异很大。此外，一个新的区域（$m_ϕ<2m_e$）的参数空间可以探索，而不使用一个常见的近似，$m_ϕ\gg m_e$。导出了暗光子三光子衰变和新轴矢量玻色子四光子衰变的新表达式。结果表明，不同的低质量（$m_ϕ<2m_e$）玻色子的产生截面和排斥区有很大的不同.此外，我们的方法可以用作蒙特卡罗模拟的一致性检查。
2017-05-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
SHiP experiment at the SPS Beam Dump Facility
SHiP实验利用SPS高强度束流倾卸设施，通过多系统探测器在GeV能标搜寻弱相互作用粒子（如暗区媒介粒子、轻暗物质和毫电荷粒子）并研究中微子，计划运行15年，以补充LHC及未来对撞机的超标准模型物理搜寻。
2025-04-09 hep-ex hep-ph
Application of Graph Neural Networks in Dark Photon Search with Visible Decays at Future Beam Dump Experiment
本研究提出将图神经网络用于束流倾倒实验的径迹重建，在可见衰变模式下显著提升3径迹重建效率（低质量区最高提升88%），并通过减小最小顶点距离（5毫米至0.1毫米）将暗光子质量排除上限提高至3倍。
2024-01-27 hep-ex physics.ins-det
Discovering New Light States at Neutrino Experiments
测量中微子振荡的实验也为发现极弱耦合态提供了重要机会。为了产生中微子，LSND等实验将数千库仑的质子碰撞到固定的目标上，而MINOS和MiniBooNE也会聚焦然后倾倒μ子束。因此，在这些束流收集器之外的中微子探测器是寻找长寿命赝标量或与光子动力学混合的矢量玻色子的绝佳场所。我们表明，这些实验具有显着的灵敏度超过以前的光束转储，并能够部分关闭实验室实验和超新星的限制赝标量之间的差距。NuMI光束线和Project X的未来升级将带来更大的发现机会。我们还讨论了薄靶实验与μ子束，如那些可在COMPASS，并表明它们构成了一个强大的探测亲轻子PNGB。
2010-08-03 hep-ex hep-ph
Dark Matter Search in Nucleon, Pion, and Electron Channels from a Proton Beam Dump with MiniBooNE
MiniBooNE-DM协作组利用专门运行的靶上$1.86 \times 10^{20}$质子的数据，对费米实验室8 GeV助推器质子与钢制束流收集器碰撞产生的亚GeV暗物质进行了搜索。MiniBooNE探测器由818吨矿物油组成，位于束流收集器下游490米处，对各种暗物质引发的散射反应敏感。三个暗物质相互作用被认为是这种分析：弹性散射的核子，非弹性中性π介子的生产，和弹性散射的电子。多个数据集被用来限制通量和系统误差，飞行时间信息被用来增加对更高质量暗物质的灵敏度。没有多余的背景预测进行了观察，90 $\%$置信水平的限制被设置在矢量门户和疏轻暗物质模型。新的参数空间被排除在矢量门户暗物质模型与暗物质质量之间的5和50 $\,\mathrm{MeV}\,c^{-2}$。减少的中微子通量允许测试MiniBooNE中微子过量是否与中微子的产生成比例。没有多余的中微子振荡事件被测量排除模型，仅由质子数的目标独立的光束配置在4.6 $σ$。
2019-03-29 hep-ex hep-ph
A concept of the photon collider beam dump
光子对撞机上的光子束非常窄，功率很大（10- 15兆瓦），不能被快速磁铁传播（因为光子是中性的）。没有任何材料能够承受这样的能量密度。对于ILC型光子对撞机，我们建议在水吸收器前使用一个150 m长的加压（P ~ 4 atm）氩气靶，以解决过热和机械应力问题。在相互作用点的中子背景的估计和另外抑制使用20米长的氢气靶在前面的氩气。
2014-09-19 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Physics Opportunities at a Beam Dump Facility at PIP-II at Fermilab and Beyond
本文总结PIP-II直线加速器末端束流倾倒设施的物理机遇，涵盖eV至MeV能区的新物理探索，强调及时建设以支持DUNE实验并开拓其他设施无法触及的物理研究。
2023-11-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Muon Beam Dump Experiments probe five-dimensional nature of $U(1)_{L_μ-L_τ}$
Shiv Nadar Institution of Eminence (Deemed to be University)（希夫·纳达尔卓越机构（认可大学））
研究利用现有和未来μ子束流dump实验探测五维$U(1)_{L_\mu-L_\tau}$相互作用，通过KK粒子增强信号并重建质量，为五维起源提供证据。
2026-06-16 hep-ex hep-ph
The LHC as a TeV Muon Beam Dump: Muonphilic Scalars at FASER
本研究提出将LHC前向高能缪子用作束流收集器，借助FASER升级的预簇射组件搜寻亲缪标量粒子，并表明FASER/FASER2可探测包括解释$(g-2)_μ$反常在内的新参数空间。
2025-07-28 hep-ex hep-ph
NO LESS: Novel Opportunities for Light Exotic Searches at the SPS
Max-Planck-Institut für Physik (Werner-Heisenberg-Institut)（马克斯·普朗克物理研究所）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences, Physics Department, Chair for Data Science in Physics（慕尼黑工业大学）；Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN（意大利国家核物理研究所弗朗卡蒂国家实验室）
本文比较了CERN NA62实验在束流探测模式下的灵敏度与未来ECN3束流探测设施的假设实验的灵敏度，展示了现有探测器的最小重新配置已能提供竞争性的灵敏度。
2026-04-20 hep-ex hep-ph
Design of a high power production target for the Beam Dump Facility at CERN
Beam Dump Facility（BDF）项目是欧洲核子研究中心（CERN）提出的一个通用设施，专门用于束流收集和固定靶实验。在其初始阶段，该设施预计将用于搜索隐藏粒子（SHiP）实验。物理要求要求脉冲400 GeV/c质子束以及每年运行的最高可能的靶上质子数（POT），以寻找弱相互作用粒子。目标/转储组件位于设施的核心，目的是安全地吸收全部高强度的超级质子同步加速器（SPS）光束，同时最大限度地生产魅力和美容介子。靶/转储需要高Z材料，以便具有尽可能短的吸收体并减少下游实验的μ子背景。沉积在靶上的高平均功率（305 kW）对除热产生了挑战。在CERN于2016年启动的BDF设施综合设计研究（CDS）期间，进行了广泛的研究，以定义和评估目标组件设计。这些研究中所描述的目前的贡献，其中详细介绍了拟议的设计的BDF生产目标，以及材料的选择过程和优化的目标配置和光束稀释。这项工作的具体挑战和新颖性之一是需要考虑新的靶材料，如钼合金（TZM）作为芯吸收材料和Ta2.5W作为包层。热结构和流体动力学计算已被执行，以评估在束流操作下的目标及其冷却系统的可靠性。在目标总体设计的框架下，对整个目标组件进行了初步的机械设计，评估了整个目标系统的可行性。
2019-10-30 hep-ex physics.ins-det
The Validity of the Weizsacker-Williams Approximation and the Analysis of Beam Dump Experiments: Production of a New Scalar Boson
束流收集实验已被用来寻找新的粒子解释的质量$m_ϕ$和耦合常数$ε$的限制方面的无效结果。然而，这些限值是通过使用近似法[包括Weizsäcker-Williams（WW）近似法]或蒙特卡罗模拟获得的。我们显示的方法，使用一个新的标量玻色子作为一个例子，以获得截面和由此产生的粒子生产数量，而不使用近似或蒙特卡罗模拟。我们表明，近似不能用来获得准确的值的截面。当在线性标度上观察时，相应的排除图差异很大。在发现的情况下，我们在参数空间的当前允许的区域中生成伪数据（假设$m_ϕ$和$ε$的给定值）。使用近似分析的伪数据，为未来的实验中示出，导致相当大的误差，在确定的参数。此外，一个新的区域的参数空间可以探索，而不使用一个常见的近似，$m_ϕ\gg m_e$。我们的方法可以用来作为一个一致性检查的蒙特卡罗模拟。
2017-02-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
The DArk Messenger Searches at an Accelerator Experiment, A Case of a Table-Top Scale Experiment at a Beam Dump
DAMSA实验以桌面尺度、超短基线和高精度探测技术搜寻类轴子等暗扇区粒子，在MeV至GeV能区补充SHiP等大实验的灵敏度，扩展CERN的暗扇区发现潜力。
2025-04-08 hep-ex
