Searching for Invisibly Decaying Higgs Bosons at LEP II
我们研究了LEP II的潜力，以解开不可见的衰变希格斯玻色子的存在，预测在广泛的一类模型。我们进行独立的模型分析，集中我们的注意力展示$b \bar{b}$或$\ell^+ \ell^-$（$\ell=μ$或$e$）对和丢失的能量的最终状态拓扑结构。我们仔细评估信号和背景，选择适当的削减，以提高发现的限制。我们的结果表明，LEP II能够在很大范围的质量和耦合下发现这样的希格斯玻色子。
1996-01-15 hep-ph
Looking for Invisibly Decaying Higgs Bosons through the Final State $b\bar{b}+\protect\ptmis$
我们研究了LEP II通过反应$e^+ e^- \rightarrow b\bar{b} + \ptmis$揭示不可见的衰变希格斯玻色子存在的潜力。我们进行我们的分析，在一个模型独立的方式，我们的结果表明，LEP II是能够发现这样的希格斯玻色子的质量和耦合范围很广。
1995-12-19 hep-ph
Signatures of an invisibly decaying Higgs particles at LHC
在Majoron模型中，Higgs粒子可以衰变到一个不可见的通道中。我们已经探索了在大型强子对撞机上通过与胶子、Z或W玻色子的相关产生来检测这样一种希格斯粒子的前景。虽然信号/背景比对于第一个过程来说太小，但后两个过程为检测这样的希格斯粒子提供了可行的特征。
1993-12-28 hep-ph
Mass Limits of Invisibly Decaying Higgs Particles from the LEP Data
在Majoron模型中，$SU(2)$双态希格斯粒子可以通过与单态混合而不可见地衰变为Majoron对。LEP数据的分析表明，不可见的衰变模式比SM衰变更明显。对于这些模型，占主导地位的二重态希格斯$H$被证明有一个质量限制在$\pm 6$ GeV的SM限制，无论模型参数。但是，对于足够小的混合角，占主导地位的单重态$S$可以是任意轻的。
1993-06-02 hep-ph
Motivation and detectability of an invisibly-decaying Higgs boson at the Fermilab Tevatron
一个质量低于150 GeV的希格斯玻色子在进入标准模型状态时的总衰变宽度小于20 MeV。这种狭窄的宽度意味着，这种轻希格斯玻色子玻色子的通常分支分数对任何新粒子都非常敏感，因为它与任何新粒子都有未抑制的耦合。特别是，有许多合理而有趣的理论观点自然地暗示了一种不可见的衰变希格斯玻色子。动机包括轻超对称中性中微子，自发破缺轻子数，辐射产生的中微子质量，额外的单重标量（S），或右手中微子在TeV引力的额外维度的模型。我们讨论了这些方法来建立模型和它们的影响希格斯玻色子现象学在未来的Tevatron运行。例如，我们发现，对于125 GeV的希格斯玻色子，积分亮度为30 fb^{-1}的Tevatron可以在1 + 1+缺失的横向能量通道中进行3σ观测，该粒子产生的强度与标准模型希格斯玻色子相同，但总是不可见地衰变。我们还分析了b反b加上丢失的横能末态信号，并得出结论，它不是那么敏感，但它可能有助于排除不可见衰减的希格斯玻色子的可能性，或使确认在双轻子通道中观察到的信号。我们认为，在Tevatron上进行全面的希格斯研究应该包括希格斯玻色子以不可见的方式衰变的可能性。
1999-03-04 hep-ph
Measuring the masses of a pair of semi-invisibly decaying particles in central exclusive production with forward proton tagging
我们讨论了如何新的物理粒子的质量涉及到一对短衰变链导致两个不可见的粒子，例如slepton对生产，随后衰变成两个轻子和两个neutralinos，可以测量在中心排他生产（CEP）与前向质子标记。我们展示了如何在CEP现有的质量测量策略可以通过充分利用质量壳约束，并证明，大约30个信号事件，可以测量的质量的slepton和neutralino的几个GeV的精度。
2011-10-19 hep-ph
Prospects for Observing an Invisibly Decaying Higgs Boson in the t anti-t H Production at the LHC
讨论了在大型强子对撞机（LHC）的t反t H产生中观测到不可见的衰变希格斯玻色子的前景。一个孤立的轻子，重建强子顶夸克衰变，两个确定的b喷注和大的失踪横能量被建议作为事件选择的最终状态签名。仅考虑标准模型背景。结果表明，t anti-t Z、t anti-t W、b anti-b Z和b anti-b W背景分别被抑制到信号期望值以下。背景的主要来源仍然是t反t生产。可观测性的关键将是实验选择，允许进一步抑制来自t反t事件的贡献，其中一个顶夸克衰变为τ轻子。取决于最终分析的细节，在质量范围m_H= 100-200 GeV中，可以实现高于标准模型背景的约10%至100%的过量信号事件。
2003-07-23 hep-ph
Search for Invisibly Decaying Light Scalars at the FCC-ee
Adelaide University（阿德莱德大学）；Ruder Boskovic Institute（鲁德·博什科维奇研究所）
研究在FCC-ee上伴随强子衰变Z玻色子产生的不可见衰变轻标量粒子，通过选择策略和多元分析技术评估不同质量标量粒子的探测灵敏度。
2026-06-16 hep-ph
Invisibly decaying Higgs boson in the Littlest Higgs model with T-parity
我们证明了在电弱精确数据允许的T宇称下，在最小希格斯模型的参数空间中存在这样的区域，在那里希格斯玻色子玻色子可以不可见地衰变为一对具有相当大的分支比的重光子A_H.对于450-600 GeV范围内的对称性破缺标度f，对于中等质量的Higgs，BR（H -> A_H A_H）可以高达95%，而对于质量为200 GeV或更高的希格斯玻色子，BR（H -> A_H A_H）可以从20%下降到几个单位。因此，与希格斯质量在130 GeV左右的标准模型相比，希格斯玻色子的总衰变宽度可以增加一个数量级。
2007-07-11 hep-ph
Cosmological Constraints on an Invisibly Decaying Higgs Boson
工作的背景下，碰撞的暗物质的建议，我们推导出的希格斯玻色子耦合$g^{\prime}$到一个稳定的光标量粒子，我们称之为phion（$ϕ$），需要解决的问题与小尺度结构的形成所产生的碰撞暗物质模型的界限。我们讨论的行为的phion在早期宇宙的不同范围内的质量。我们发现，在100 MeV的质量范围内的phion被排除在外，在1 GeV的质量范围内的phion需要一个大的耦合常数，$g^{\prime} \gsim 2$，和$m_h \lsim 130$ GeV，以避免过剩，在这种情况下，不可见的衰变模式的希格斯玻色子将占主导地位。
2001-05-18 hep-ph
On measuring the masses of pair-produced semi-invisibly decaying particles at hadron colliders
介绍了一种简单的新技术，它使测量在强子对撞机的分析组合的质量对产生的半不可见的衰变粒子和它们的不可见的衰变产物。新技术利用了每个衰变链的可见产物的横向动量分量的简单组合在反线性洛伦兹增强下的不变性。在一般情况下，不变质量的可见衰变产物是非零的，它表明，在原则上的初始粒子从硬散射和不可见的粒子产生的衰变链的质量可以独立地确定。然而，由于ISR喷气对最终状态的污染，这种应用在实践中可能很难实现。该技术可能是最有用的测量超对称粒子质量在大型强子对撞机，但该技术应适用于任何类别的强子对撞机事件中，未知质量的重粒子成对产生和衰变到半不可见的最终状态。
2009-07-21 hep-ph
Prospects for Observing an Invisibly Decaying Higgs Boson in $t\bar{t}H$ Production at the LHC
在这篇论文中，我们研究了在大型强子对撞机的相关$t\bar tH$产生中观测到不可见衰变的希格斯玻色子的前景。信号和背景过程的蒙特卡罗模拟结果表明，有可能观测到发现所需的统计上显著数量的信号事件。此外，可以进一步改进分析以减少$W$玻色子的错误重建的数量。$t \bar t H$产生的分析与希格斯玻色子衰变到不可见通道的模型无关。对于$H\to invisible$可能感兴趣的模型，有几种可能性。在这篇论文中，我们研究了最简单的超对称模型，称为mSUGRA。对mSUGRA模型参数空间的扫描结果表明，最轻的中性希格斯玻色子与最轻的中性伴子对的分支比高的区域被目前的实验限制所排除。$h \to b \bar b$通道占主导地位，并且在该通道中发现的可能性不会被不可见的衰变抑制。这一结果并不排除不可见信道作为其他模型中可能的签名的可能性。本论文的第四章是在B. P. Kersevan，\underline{M. Malawski}，E.里希特-瓦斯：{ \em Prospects for observing an invisibly decaying希格斯玻色子in the $t\bar t H$ production at the LHC}，The European Physical Journal C-Particles and Fields，2003，vol. 29，no. 4，p…
2004-07-14 hep-ph
Self-interacting Dark Matter and Invisibly Decaying Higgs
自相互作用的暗物质已经被提出，以克服银河系尺度上的冷暗物质模型的困难。我们认为，标量规范单线态耦合到希格斯玻色子，这可能导致一个不可见的衰变希格斯，是一个有趣的候选人，这种自相互作用的暗物质粒子。我们还提出了对这些粒子的丰度的估计，以及对非牛顿力的影响。
2000-03-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Signals of an invisibly decaying Higgs in a scalar dark matter scenario: a study for the Large Hadron Collider
研究轻子数软破缺的单重Majoron模型的对撞机现象。当一个新的单重标量的实部发展到真空期望值时，轻子数自发破缺。由于附加的软项违反轻子数，这个单重标量的虚部变成了一个大质量的伪马约子，可以解释暗物质。在强子对撞机上，当赝Majoron与标准模型Higgs发生耦合时，标准模型Higgs主要衰变为一对赝Majoron，导致横向能量信号丢失。由于希格斯粒子的可见衰变分支分数在这种不可见衰变模式的存在下减少，LEP和Tevatron实验中SM希格斯粒子质量的边界被稀释，希格斯粒子的不可见衰变通道对于在大型强子对撞机上发现低质量希格斯粒子变得重要。
2011-05-29 hep-ph
Limits on Associated Production of Visibly and Invisibly Decaying Higgs Bosons from Z Decays
标准电弱模型希格斯扇区的许多扩展表明希格斯衰变的主要通道是“不可见的”，例如，$h \to J J$，其中$J$表示majoron，一种与轻子数自发破坏相关的弱相互作用赝标Goldstone玻色子。在许多这些模型中，除了标准的比约肯机制（HZ）之外，希格斯玻色子玻色子也可能与大质量赝标量玻色子（HA）结合产生。我们描述了一个一般性的策略，以确定限制LEP数据的质量和耦合等希格斯玻色子玻色子，使用现有的数据共面dijet事件，以及四个和六个$b$喷气事件拓扑结构的数据。为了说明，我们提出了可以获得的ALEPH数据的约束。
1994-07-19 hep-ph
Measuring masses of semi-invisibly decaying particles pair produced at hadron colliders
我们引入了一个变量，用于测量强子对撞机产生的粒子对的质量，其中每个粒子衰变到一个粒子是直接观察到的，另一个粒子的存在只能从丢失的横动量推断。这个变量是密切相关的横向质量变量通常用于测量的$W$质量在强子对撞机，和横向质量一样，我们的变量提取质量在一个合理的模型独立的方式。在不考虑背景或测量误差的情况下，我们考虑我们的变量将如何在LHC的mSUGRA超对称模型中测量电子的质量。
1999-06-12 hep-ex hep-ph
A general method for determining the masses of semi-invisibly decaying particles at hadron colliders
我们提出了一个一般的解决方案，长期存在的问题，确定质量的配对产生的，半不可见的衰变粒子在强子对撞机。我们定义了两个新的横向运动学变量，$M_{CT_\perp}$和$M_{CT_\parallel}$，这是合适的一维投影的共横质量$M_{CT}$。我们推导出解析公式中的运动学允许的区域的边界在$(M_{CT_\perp},M_{CT_\parallel})$和$(M_{CT_\perp},M_{CT})$参数平面，并引入合适的变量$D_{CT_\parallel}$和$D_{CT}$来测量的距离，这些边界上的事件每一个事件的基础上。我们表明，群众可以可靠地提取$M_{CT_\perp}^{max}$和$D_{CT}^{min}$（或$D_{CT_\parallel}^{min}$）的终点测量。我们说明我们的方法与双轻子$t\bar{t}$事件在大型强子对撞机。
2010-12-31 hep-ex hep-ph
Search strategies for pair production of heavy Higgs bosons decaying invisibly at the LHC
在大型强子对撞机上寻找重希格斯玻色子玻色子代表了一个紧张的实验计划，由ATLAS和CMS合作进行，其中包括寻找看不见的希格斯衰变和暗物质候选者。在所有这些搜索中都没有观察到与SM背景的显着偏差，这对具有扩展希格斯扇形的不同新物理模型的参数空间施加了显着限制。在这里，我们讨论了一种替代的搜索策略，重希格斯玻色子衰变不可见的大型强子对撞机，专注于对生产的重标量$H$与赝标量$A$一起，通过生产模式$q \bar q \to Z^\ast \to HA$。我们确定为最有希望的信号的最终状态组成的$4b + E_T^\text{miss}$，来自重标量衰变模式$H \to hh \to b \bar b b \bar b$，与$h$被发现的SM-类希格斯玻色子与$m_h=125$ GeV，连同不可见的通道的赝标量。我们工作的背景下，简化的MSSM的情况下，包含相当重的sfermions的大多数类型的${\cal O}(10)$ TeV的质量，而停止是足够重，以重现125 GeV的质量最轻的SM类希格斯玻色子。相比之下，高吉诺/希格斯诺和重MSSM希格斯玻色子玻色子的质量接近EW尺度。我们的搜索策略，一个大型强子对撞机中心的质量能量为$\sqrt{s} =$ 14 TeV，使我们能够获得统计意义上的SM背景的信号值高达$\sim$ 1.6 $σ$和$\sim$ 3 $σ$，总积分光度为300…
2018-03-07 hep-ph
Reconstructing masses for semi-invisibly decaying particles pair-produced at lepton colliders
本文提出一组洛伦兹不变运动学变量及解析公式，用于重建轻子对撞机上成对产生的半不可见衰变粒子的质量，能显著提高新物理搜索的统计显著性并改善W玻色子质量测量精度。
2023-09-12 hep-ex hep-ph
Sharpening $m_{T2}$ cusps: the mass determination of semi-invisibly decaying particles from a resonance
我们重新审视质量确定技术的最小对称事件拓扑结构，即$X$对生产其次是$X \to \ell N$，其中$X$和$N$是未知粒子的质量进行测量，和$N$是一个不可见的粒子，集中在$X$是从共振产生的对的情况下。我们考虑不同的情况下，不同的初始约束的不可见粒子动量，并提出了一个系统的方法来确定运动学允许的质量区域中的$(m_N, m_X)$平面。这些允许区域在真实质量点处显示尖点结构，在某些情况下，这与在$m_{T2}$端点中观察到的尖点结构等同。通过考虑允许质量区域的边界，我们系统地定义了可用于测量未知质量的运动学变量，并找到了$m_{T2}$变量及其逆变量的新表达式。我们明确地应用我们的方法的情况下，$X$是对产生的共振，并作为一个案例研究，我们认为过程$pp \to A \to \tilde χ_1^+ \tilde χ_1^-$，其次是$\tilde χ_1^\pm \to \ell^{\pm} \, \tilde ν_{\ell}$，在最小超对称标准模型，并表明，我们的方法提供了一个精确的测量的电荷和sneutrino质量，$m_X$和$m_N$，在$14 \, \mathrm{TeV}$ LHC与$300 \, \mathrm{fb}^{-1}$光度。
2014-07-08 hep-ex hep-ph
Discovering an Invisibly Decaying Higgs at Hadron Colliders
一种轻于2 m_W的希格斯玻色子，主要衰变到不可见的通道中（例如，暗物质粒子）理论上是有动机的。我们研究了在LHC和Tevatron中发现这种不可见的Higgs，h_inv的三种产生模式的前景：（1）与Z相关联，（2）通过弱玻色子聚变（WBF），（3）伴随着喷流。在Z+h_inv通道中，我们证明了LHC在120 GeV的Higgs质量下可以产生大于5 sigma的发现信号，其积分亮度为10 fb-1。随着30 fb-1的发现，希格斯质量达到160 GeV。我们还研究了从LHC的产生截面中提取h_inv质量，发现结合WBF和Z+h_inv可以相对独立地确定h_inv质量，其不确定度为35-50 GeV（15-20 GeV）和10（100）fb-1。在Tevatron上，在任何单个通道中观察120 GeV h_inv的3 sigma是不可能的，每个探测器小于12 fb-1。然而，我们表明，结合信号从WBF与先前研究的Z+h_inv通道允许3西格玛观察h_inv与7 fb-1每个检测器。由于不可约背景的压倒性，h_inv+j在Tevatron或LHC上都不是有用的搜索通道，尽管有更大的产生率。
2005-05-31 hep-ex hep-ph
First data at Belle II and Dark Sector physics
Belle II是Belle实验的重大升级，在日本的$B$工厂SuperKEKB运行。由于SuperKEKB对撞机的设计光度为8 $\;\times\;$ 10 $^{35}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，大约是KEKB的40倍，Belle II的目标是在8年内收集50 ab $^{-1}$的数据。用于物理分析的第一次数据采集运行已于2018年4月开始，亮度低于用于调试目的的设计亮度。即使使用早期的数据集，具有高达20 fb $^{-1}$的积分亮度，Belle II也可以改善暗区领域的当前结果。在本文中，我们将提出预期的Belle II的不可见衰减的暗光子，类轴子粒子和不可见衰减的$Z^{\prime}$假设$L_μ-L_τ$模型的灵敏度。
2018-08-02 hep-ex hep-ph
The Invisible Z' at the LHC
我们研究了在LHC上通过pp -> ZZ' -> l+l-XX* 过程观测到不可见的衰变Z'的可行性，其中X是任何中性的（准）稳定粒子，无论是标准模型（SM）中微子还是一个新态。通过该过程对不可见宽度的测量促进了Gamma_{Z' -> \bar{nu} nu}的模型无关测量和对光中性隐藏状态的潜在检测。这种粒子出现在许多模型中，其中Z'是隐藏扇区的信使，并且如果暗物质在Z'的U（1）'下带电。我们发现，对于具有合理耦合的1 TeV Z'，只需30 fb^-1的数据，就可以在SM背景的5 σ处观察到不可见的衰减Z'。如果Z'不耦合到轻子，因此不能在Drell-Yan通道中观察到，这个过程就变成了发现模式。对于合理的隐藏扇区耦合，LHC可以探测到高达2 TeV的质量。如果Z'确实耦合到轻子，那么这种不可见衰变的速率可以通过峰值数据来预测，并且可以搜索其他隐藏态的存在。对于100 fb^-1的数据，在95% C. L时，可以排除多余衰变到隐态的存在。如果它们占总不可见截面的20-30%。
2008-06-12 hep-ph
M$^3$: A New Muon Missing Momentum Experiment to Probe $(g-2)_μ$ and Dark Matter at Fermilab
新的轻的弱耦合粒子通常被用来解决$(g-2)_μ$中持续的$\sim 4σ$异常，并作为暗物质和可见物质之间的媒介。如果这样的粒子主要耦合到更重的世代，并以不可见的方式衰变，那么现有的实验技术就无法获得它们最好的参数空间。在本文中，我们提出了一种新的固定目标，丢失的动量搜索策略，探测不可见的衰变粒子，优先耦合到μ子。在我们的装置中，相对论μ子束撞击厚的有源靶。该信号由这样的事件组成：μ子在目标内部失去了大部分入射动量，而不会在下游否决系统中引发任何可检测到的电磁或强子活动。我们提出了一个两阶段的实验，M $^3$（μ子丢失的动量），基于费米实验室。第一阶段的目标是$\sim 10^{10}$ μ子，可以测试剩余的参数空间，在这些参数空间中，光不可见衰变粒子可以解决$(g-2)_μ$异常，而第二阶段的目标是$\sim 10^{13}$ μ子，可以测试大部分预测参数空间，在这些参数空间中，亚GeV暗物质通过亲μ子力实现冻结，包括规范的$U(1)_{L_μ- L_τ}$。
2018-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter and Higgs boson collider implications of fermions in an abelian-gauged hidden sector
我们把费米子加到一个阿贝尔规范的隐藏扇区里。我们表明，最轻的可以是暗物质与正确的热遗迹丰度，发现即将到来的暗物质探测器。我们还表明，这些费米子改变希格斯玻色子现象在大型强子对撞机（LHC），特别是可以诱导一个大的不可见的宽度最轻的希格斯玻色子状态。在大型强子对撞机的矢量玻色子融合通道中，可以发现这种不可见的衰变希格斯玻色子玻色子，这具有很好的意义。
2009-04-13 hep-ph
Braking protons at the EIC: from invisible meson decay to new physics searches
University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁兹粒子物理研究所）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；CERN（欧洲核子研究中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Universität Zürich（苏黎世大学）
研究EIC对相干排除电产生中不可见终态的灵敏度，通过抑制背景，探索伪标量粒子的衰变特性，提升对不可见衰变的探测能力。
2026-08-31 hep-ph
Supersymmetric particle mass measurement with the boost-corrected contransverse mass
提出了一种修正的用于测量成对产生的半不可见衰变重粒子质量的共横质量（MCT）技术，其中对实验室横平面中重态的动量中心（CoM）框架的非零提升进行了修正。缺乏CoM帧的质量的知识阻止了对该增强的精确校正，然而，示出了仍然可以导出保守校正，其总是生成小于或等于CoM帧中的MCT的真实值的MCT值。这种新技术被证明与完全轻子ttbar事件和SUSY事件具有类似的最终状态的质量测量的案例研究。
2010-01-18 hep-ph
Observing an invisible Higgs boson
考虑到它与底夸克和τ轻子的弱耦合，希格斯玻色子玻色子可能主要衰变为不可见的粒子，如引力伴子、中性伴子或引力子。我们认为，这种无形的衰减希格斯玻色子的表现在弱玻色子融合在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。与Zjj和Wjj背景相比，信号的两个夸克喷流的独特运动学分布允许将希格斯分支比限制到“不可见”终态的约13%，具有10 fb ^{-1}的数据，提供具有高双喷流不变质量的两个高能前向喷流和大量丢失的横向动量的事件可以有效地触发。在弱玻色子聚变中，在5 σ水平上，也有可能发现质量高达480 GeV的粒子，只要它们的不可见分支比接近100%。
2000-09-13 hep-ph
Fusing photons into nothing, a new search for invisible ALPs and Dark Matter at Belle II
本文提出在 Belle II 利用 e+e−+invisible 道搜寻与光子耦合并不可见衰变的 ALP，通过专用运动学变量压低背景，以提升全质量范围灵敏度并约束 ALP 媒介的暗物质冻结。
2023-07-12 hep-ph
Probing dark sectors with long-lived particles at BELLE II
我们提出了一个新的搜索轻标量单态在罕见的介子衰变。对于微小的相互作用，标量在探测器尺度上是长寿的，并衰变为位移的轻子或轻介子对。我们发现，Belle II有一个显着的潜力，探测标量在GeV范围内的耦合小到$10^{-5}$。预测的灵敏度高于长基线实验FASER和NA62。我们还调查签名不可见的衰变标量在罕见的介子衰变与失踪的能量。
2020-06-01 hep-ex hep-ph
$M_{TN}$ is all you need: production of multiple semi-invisible resonances at hadron colliders
本文将 $M_{T2}$ 横向质量变量推广为适用于 $N\ge 3$ 个半不可见衰变母粒子的 $M_{TN}$，保留质量拐点测量能力，并给出数值计算方法和非平凡事件占比的相空间估计。
2024-02-06 hep-ex hep-ph
Measuring the Polarization of Boosted Hadronic Tops
我们提出了一种测量强子衰变助推顶夸克极化的新方法。特别是，我们应用一个subjet为基础的技术，顶部的衰变产物聚集在一个单一的射流的事件。该技术既不需要b-标记也不需要W-重建，并且不依赖于关于事件中的顶部生产机制或缺失能量的来源的假设。我们包括各种新的物理方案与不同的蒙特卡罗生成器的结果，以证明该技术的鲁棒性。
2010-06-23 hep-ph
Measuring the mass, width, and couplings of semi-invisible resonances with the Matrix Element Method
我们演示了使用矩阵元法（MEM）的质量，宽度和耦合的情况下，单或对生产的半不可见的衰减共振的测量。为了确定性，我们考虑了两体衰变的通用共振的可见粒子从标准模型（SM）和一个巨大的不可见粒子。众所周知，质量差可以从横向运动学变量（如横向质量$M_T$或剑桥$M_{T2}$变量）的端点提取，但测量总质量尺度是一个非常困难的问题。我们表明，MEM可以用来获得不仅是绝对的质量尺度，但也共振的宽度和张量结构的耦合。除了新的物理搜索，我们的研究结果可以很容易地应用到的情况下，SM $W$玻色子生产的欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC），在那里可以重复测量的$W$属性在一个通用的和模型无关的框架。
2019-06-22 hep-ex hep-ph
Searching for Invisible and Almost Invisible Particles at e^+e^- Colliders
我们探索的技术，截面和预期的信号意义，通过硬光子标签检测不可见和几乎不可见的粒子在LEP2和NLC。超对称性的例子包括最轻的电荷伴子和第二轻的中性伴子，当它们的质量几乎与最轻的中性伴子（LSP）的质量相同时，以及不可见的衰变的超中微子。文中讨论了探测器特殊特性的重要性，其中否决束孔中快速e ^+或e ^-的仪器尤为关键。
1999-02-27 hep-ex hep-ph
Neutrino Mass Physics
简要回顾了中微子质量的现有限制，以及从暗物质、太阳和大气中微子观测中得到的宇宙学和天体物理学暗示。这将意味着许多可能的新现象，如无中微子$ββ$衰变，轻子味破坏过程，如中微子振荡，$μ\ra e γ$，$μ\ra 3 e $，$μ\ra e$在核中的转换，以及两体衰变与超弱相互作用自旋零粒子的发射，称为majoron，例如$μ\ra e + J$。所有这些过程都可能发生在与目前或计划的实验敏感性相一致的水平上。通过相关的Z衰变过程，也可以在LEP可获得的高能量下探测潜在的物理学。另一种可能的，尽管是相当间接的，大质量中微子的表现是在希格斯物理学中。作为一个例子，我讨论了无形衰变希格斯玻色子的可能性，这是majoron模型的一个相当普遍的特征，其中轻子数在接近电弱尺度时自发地被违反。
1993-12-15 hep-ph
Transformation properties of the transverse mass under transverse Lorentz boosts at hadron colliders
半不可见衰变粒子的横质量，从它们衰变产物的横动量计算出来，已经在强子对撞机（如LHC）的广泛搜索和测量中使用。这个变量是不变的建设下的洛伦兹提升纯粹在纵向（束）方向，从而最大限度地减少敏感性的波动，在部分子碰撞所携带的质子动量的分数。在本文中，我们研究，相比之下，在助推器下的横向质量的属性，也在垂直于光束方向的横向平面中的一个组件。我们表明，这个变量是不变的，在这种情况下，推动是纯粹的横向和（a）的衰变产物的动量被限制在横向平面的父粒子的静止框架和/或（b）的衰变产物的横向动量是垂直于升压方向。我们讨论的横向质量的情况下，合并的横向和纵向助推器的转换特性，并确定的标准下，在实验室框架中的横向质量可以等于静止质量的母粒子，无论其值在静止框架的母。
2019-03-25 hep-ph
Testing GeV-Scale Dark Matter with Fixed-Target Missing Momentum Experiments
我们描述了一种方法来检测暗物质和其他不可见粒子的质量低于GeV，利用丢失的能量动量测量和其他运动学特征的固定目标生产。在不可见的衰变MeV-GeV尺度的暗光子的情况下，这种方法可以在整个质量范围内将现有的限制提高2-6个数量级，达到低至$ε^2\sim 10^{-14}$的灵敏度。此外，该方法可以探索基本上所有的可行参数空间的热或非对称暗物质通过矢量门户湮灭。
2015-04-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Recent Result of the AMS-02 Experiment and Decaying Gravitino Dark Matter in Gauge Mediation
AMS-02合作最近报告了过量的宇宙射线正电子分数，这与PAMELA和Fermi-LAT实验的先前结果一致。结果表明，存在新的物理现象，为高能宇宙线正电子的起源提供了理论依据。我们追求的可能性，正电子分数的增强是由于引力子暗物质的衰变。我们讨论了这样一个方案可行地适合的模型，其中软超对称性破缺参数主要来自规范调解机制与超粒子质量约10 TeV。我们的方案是兼容的~126 GeV的希格斯玻色子玻色子，负搜索超对称粒子，和非观测异常FCNC过程。我们还指出，在不久的将来，我们将通过测量电子的电偶极矩和μ介子的轻子味破坏衰变来检验这一假设。
2013-04-04 hep-ph
Dark Matter, Millicharges, Axion and Scalar Particles, Gauge Bosons, and Other New Physics with LDMX
拟议中的LDMX实验将提供大约一米长的仪器跟踪和量热区域，作为多GeV电子的束流停止，其中每个电子都被标记并测量其演变。这将提供一个前所未有的机会，以获得电子（或μ子）-核固定目标碰撞中产生的新粒子的碰撞不可见和超短寿命衰变。在本文中，我们表明，在这样的实验中丢失的动量通道和位移衰变信号可以提供世界领先的灵敏度亚GeV的暗物质，毫荷电粒子，可见或不可见的衰变轴子，标量，暗光子，和一系列其他新的物理场景。
2020-10-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measuring superparticle masses at hadron collider using the transverse mass kink
我们提出了一个详细的研究的对撞机可观测的$m_{T2}$应用对产生的超粒子衰变到可见粒子和一对不可见的最轻的超对称粒子（LSP）。导出了$m_{T2}$在所有事件上的最大值（$m_{T2}^{\rm max}$）的解析表达式。值得注意的是，如果每个超粒子的衰变产物涉及一个以上的可见粒子，则$m_{T2}^{\rm max}$是{ \it试验} LSP质量的函数，${m}_χ$在${m}_χ=$真实LSP质量处具有扭结结构，其可以用于同时确定母超粒子质量和LSP质量。为了了解如何从对撞机数据中构造出$m_{T2}^{\rm max}$，对一些超粒子谱进行了胶子$m_{T2}$的蒙特卡罗分析。
2007-12-25 hep-ph
Dark matter models for the 511 keV galactic line predict keV electron recoils on Earth
我们提出的模型的暗物质，占511千电子伏的光子发射从银河系中心，兼容的实验约束和理论的一致性，并通过p波湮灭或，在非弹性模型中，通过共同湮灭的遗迹丰度。由于暗物质不可避免地被太阳向上散射，这些模型通常预测地球上探测器上的keV电子反冲，并且可以自然地解释最近由XENON 1 T合作报告的过量。自由参数的数量非常少，使得这些想法可以通过XENONNT和Panda-X等探测器，NA 64和LDMX等加速器，以及西蒙斯天文台和CMB-S4等宇宙学调查来验证。作为我们研究的一个副产品，我们重新定义了NA 64对其他粒子的不可见衰减暗光子的限制。
2021-01-30 astro-ph.GA hep-ex hep-ph
Search for Dark Matter at Colliders
在暗物质粒子是Majorana或Dirac型费米子的假设下，评述了在未来e+e对撞机上探测暗物质的前景。虽然讨论是相当普遍的，但人们会记住最近提出的候选人，该候选人是基于费米-LAT卫星在银河系中心观察到的过量高能光子。如果假设DM耦合到Zprime，使用辐射返回事件e+e->XX+光子，则可以在TeV e+e-对撞机上观察到壮观的信号。这一结果依赖于使用高度偏振的光束来消除大部分W交换背景的能力。在LHC使用单喷流的发现前景也进行了讨论，似乎有希望。在第二部分中，假设DM粒子通过希格斯粒子湮灭，希格斯粒子是SM玻色子h或MSSM型玻色子，称为H，A。出现了一个有希望的场景，其中有e+e->HA，H衰减为hh，而A在大多数情况下衰减为不可见。
2014-11-01 hep-ex hep-ph
Measuring lifetimes of long-lived charged massive particles stopped in LHC detectors
长寿命带电大质量粒子（CHAMP）出现在标准模型之外的各种粒子物理模型中。在这封信中，我们讨论了在LHC探测器上研究这种长寿命CHAMP的停止和衰变事件的前景，并表明通过使用无$pp$碰撞的周期，在寿命O（0.1）-O（10^{10}）sec的宽范围内，使用LHC探测器测量寿命（和研究衰变产物）是可能的。即使是一秒量级的短寿命也可以通过以下方式测量：（i）用在线事件过滤器识别停止事件，（ii）立即产生停止LHC的$pp$碰撞的束流收集信号，同时（iii）改变触发菜单以优化它以检测量热计中的CHAMP衰变。还讨论了其他可能性。
2009-09-28 hep-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
Comment on measuring the t-tbar forward-backward asymmetry at ATLAS and CMS
我们建议ATLAS和CMS探索在Tevatron测量的t-tbar前后不对称性的新可能性，通过尝试重建t-tbar事件，其中一个顶部在中心区域半轻子衰减（|η| 2.5）和另一个在前区强子衰变（|η|> 2.5）。对于几种给出可比较的Tevatron信号的模型，我们研究了LHC上的电荷不对称性作为切割的函数，|η|和t-tbar不变质量m_{t-tbar}。我们表明，有一个有趣的互补性之间的削减|η|和m_{t-tbar}来抑制显性和对称gg -> t-tbar速率，并且切割的不同组合增强了模型之间的区分能力。这种互补性很可能也适用于其他新的物理场景，这些场景会影响t-tbar截面，因此它促使将t-tbar重建扩展到更高的水平。|η|.
2011-12-05 hep-ex hep-ph
Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Invisible Higgs Decay in a Supersymmetric Inverse Seesaw Model with Light Sneutrino Dark Matter
在约束最小超对称标准模型（cMSSM）的框架内，通过MSSM单对扇区来解释中微子质量的非零性，最轻的超对称粒子（LSP）可以是质量小至50 GeV的混合中微子，满足所有现有的约束条件，从而有资格成为轻暗物质候选者.我们研究了在这个模型中最轻的中性希格斯玻色子衰变成一对超中微子LSP的可能性，从而在LHC上产生新的能量丢失信号。我们进行了两个参数的全球分析的大型强子对撞机希格斯数据迄今为止，以确定最佳的不可见的希格斯分支分数在这种情况下，并获得一个$2σ(1σ)$上限为0.23（0.12）。之后进行了详细的基于切割的分析，证明了我们提出的信号在大型强子对撞机的背景下的可行性。
2013-11-01 hep-ex hep-ph
Decaying Dark Matter in Light of the PAMELA and Fermi LAT Data
最近，一系列测量高能宇宙射线的实验报告了高能电子和正电子过剩的强烈迹象。如果用暗物质粒子的衰变来解释，PAMELA测量的正电子分数和费米LAT测量的总电子加正电子通量将可能的衰变暗物质情景限制在少数情况下。通过分析不同的衰变通道，采用传统的扩散再加速模型来描述电子和正电子的背景通量，我们确定了一些有希望的暗物质衰变方案，并计算了河外扩散伽马射线通量的预测，包括星际辐射场的逆康普顿散射的贡献.
2009-12-07 astro-ph.GA hep-ph
Revised constraints and Belle II sensitivity for visible and invisible axion-like particles
轻赝标量主要与标准模型规范玻色子（所谓的类轴子粒子或ALP）相互作用，经常出现在标准模型的扩展中。在这项工作中，我们审查和更新现有的限制在千电子伏到GeV质量区域的对撞机，束流收集器实验和天体物理学的ALP。我们还提供了Belle II的预期灵敏度的详细计算，该Belle II可以搜索可见和不可见的衰变ALP以及长寿的ALP。Belle II的灵敏度被认为是大大优于先前的估计，涵盖了广泛的相关参数空间。特别是，Belle II可以探索一类有趣的暗物质模型，其中ALP介导了标准模型和暗物质之间的相互作用。在这些模型中，遗迹丰度可以通过共振冻结来设置，从而产生一个高度预测的场景，该场景与所有现有的约束条件一致，但在不久的将来可以在Belle II进行单光子搜索。
2018-01-04 hep-ex hep-ph
Measuring Boosted Tops in Semi-leptonic $t\bar t$ Events for the Standard Model and Beyond
我们提出了一个基于模板重叠法的半轻子增强$t\bar t$事例的标记方法。我们介绍了一种新的配方的模板重叠函数的轻子衰变助推顶部，并表明它可以用来补偿损失的背景拒绝由于减少的b-标记效率在高$p_T$。高阶效应引起的非对称顶对产生的研究表明，我们的方法提高了真值水平运动学分布的分辨率。我们表明，强子顶部重叠对每次束团交叉多达50个相互作用的堆积很弱，而轻子重叠对至少70个相互作用的堆积仍然不受影响。对Randall-Sundrum Kaluza-Klein胶子产生的一个案例研究表明，利用首阶信号截面，半轻子模板重叠的新公式可以将LHC $\sqrt{s}$ = 8 TeV运行的预测排斥扩展到Kaluza-Klein胶子质量为2.7 TeV.
2014-05-05 hep-ph
Indirect and direct signatures of Higgs portal decaying vector dark matter for positron excess in cosmic rays
我们调查的希格斯门$U(1)_X$矢量暗物质（VDM）$X_μ$从它的对湮灭和衰变的间接签名。VDM通过$Z_2$对称性稳定在可重整化水平，并通过希格斯门相互作用热化。在宇宙学时间尺度上，它也可以被一些寿命很长的不可重正化算符衰变。如果用$10^{16}$ GeV尺度抑制VDM衰变的dim-6算符，则质量为$\sim$ 2 TeV的VDM的寿命正好可以用来解释PAMELA和AMS 02合作组最近观测到的宇宙线中的正电子过剩现象.衰变为$μ^+ μ^-$的VDM能很好地拟合数据，避开了宇宙射线的各种约束。我们给出了一个UV完全模型作为例子。对于质量在$\sim2$ TeV左右的希格斯门衰变VDM的这种情况，可以通过在XENON 1 T和未来的对撞机上测量希格斯自耦合来进行DM直接搜索来测试。
2014-06-19 hep-ex hep-ph
Dark sectors and τ physics at Belle II
Belle II 实验探索暗扇区与标准模型的弱耦合，通过多种搜索（如稀有 B 衰变、双 τ 共振、不可见 Z′ 玻色子、轻子味破坏及 τ 质量精确测量）来寻找新物理信号，并给出世界最精确的 τ 质量测量。
2023-05-15 hep-ex hep-ph
Detecting Dark Matter with Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors at the LHC
新的轻粒子可能会在大型强子对撞机的远距离区域大量产生，然后衰变为暗物质，这可以通过远距离实验中的散射来检测。我们考虑的例子，不可见衰减的暗光子，通过$A' \to χχ$衰减到暗物质。然后可以通过其散射电子$χe^- \to χe^-$来检测暗物质。我们认为发现潜在的探测器放置在光束碰撞轴480米的ATLAS相互作用点，包括乳液探测器（FASER $ν$ 2），并首次，前向液氩实验（FLArE）。对于这些探测器技术中的每一种，我们设计了有效地将单个$e^-$信号与领先的中微子和μ子诱导背景分离的切割。我们发现，10至100吨的探测器可能会发现数百至数千个暗物质事件在HL-LHC时代，将敏感地探测参数空间的热遗迹区域。这些结果激发了在LHC上建造远距离乳胶和液氩探测器，以及一个合适的位置来容纳它们，例如拟议的Forward Physics Facility。
2021-04-16 hep-ex hep-ph
Invisible Quarkonium Decays as a Sensitive Probe of Dark Matter
我们检查在一个模型独立的方式，可以在B工厂进行的测量与灵敏度暗物质。如果单重标量、赝标量或矢量存在，并介导标准模型-暗物质相互作用，它可以介导夸克偶素态的不可见衰变，如$Υ$、$J/Ψ$和$η$。这样的场景出现在超对称、扩展的希格斯扇区、超对称$μ$问题的解，以及来自大统一理论和弦理论的额外U（1）规范群的背景下。在$Υ(4S)$上运行的现有B工厂可以通过发射初始状态辐射（ISR）光子来产生较低的$Υ$共振。使用ISR和辐射衰变的组合，可以标记不可见衰变的夸克偶素共振的初始状态，从而对介导标准模型-暗物质相互作用的粒子的自旋和CP性质具有灵敏度。这些测量可以发现或对暗物质的情况施加强约束，其中暗物质大约比$b$ -夸克轻。对于衰变链$Υ(nS) \to π^+ π^- Υ(1S)$（n= 2，3），我们分析了占主导地位的背景，并确定在$Υ(4S)$收集的$400 fb^{-1}$，B工厂可以限制$BR(Υ(1S) \to invisible) \lsim 0.1%$。
2005-09-25 hep-ex hep-ph
