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
Gamma-ray triangles: a possible signature of asymmetric dark matter in indirect searches
本文介绍了一种新的γ射线谱特征,我们称之为γ射线三角形。这种光谱特征出现在暗物质通过手征相互作用自我湮灭成两个狄拉克费米子,随后在飞行中衰变成另一个费米子和一个光子的情况下。由此产生的光子光谱类似于一个尖锐的三角形,可以很容易地在伽马射线天空中寻找。使用Fermi-LAT和HESS的数据仪器,我们没有发现这样的光谱特征的证据,因此设置相应的湮没截面强上限。产生伽马射线三角形的一个具体实现方案包括一个不对称的暗物质模型,其中暗物质粒子携带轻子数。我们明确地表明,这类模型可以导致强烈的伽马射线光谱特征,可能在即将到来的伽马射线望远镜的范围内,打开一个新的窗口,通过间接搜索探索非对称暗物质。
2016-11-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Collider searches for dark matter in events with a Z boson and missing energy
在对撞机上对暗物质的探测通常涉及高能初始态辐射的特征,而没有可见的反冲粒子。对单喷流或单光子特征的研究已经对暗物质与标准模型粒子的相互作用产生了强有力的约束。我们将其扩展到单Z签名和重新解释的ATLAS分析的事件与Z玻色子和失踪的横向动量,以获得限制暗物质相互作用的质量尺度和核子截面的有效场论的背景下,描述暗物质通过重介质粒子与夸克或弱玻色子相互作用。
2012-12-22 hep-ex hep-ph
Low-energy antinuclei measurements for background-free indirect dark matter searches and PBH signatures
Northeastern University(东北大学);University of Hawaii at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);University of Torino/INFN(都灵大学/意大利国家核物理研究所);University of Maryland, Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩县分校);University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Oakland University(奥克兰大学);University of Chicago(芝加哥大学);University of California, Santa Cruz(加利福尼亚大学圣克鲁兹分校);Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本研究针对无背景间接暗物质搜寻与原初黑洞信号,提出需开展ASTRA倡议下的旗舰任务,通过低能反原子核测量验证其作为新物理探针的潜力。
2026-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Nuclear spin-dependent interactions: Searches for WIMP, Axion and Topological Defect Dark Matter, and Tests of Fundamental Symmetries
我们计算质子和中子的自旋贡献的核使用半经验的方法,以及一种新的混合\emph{ab initio} /半经验的方法,解释实验数据。我们表明,核心极化修正\emph{ab initio}核壳模型计算一般减少质子和中子自旋期望值的差异,从不同的计算。我们推导出约束的自旋相关的P,T-违反相互作用的束缚质子与核子,这对于一定范围内的交换赝标玻色子质量提高了几个数量级的最严格的实验室限制。我们得出的CPT和洛伦兹不变性违反参数$|\tilde{b}_{\perp}^p| < 7.6 \times 10^{-33}$ GeV,这提高了最严格的现有限制的一个因素8,并证明灵敏度的参数$\tilde{d}_{\perp}^p$和$\tilde{g}_{ D\perp}^p$的水平$\sim 10^{-29} - 10^{-28}$ GeV,这是一个数量级的改进相比,相应的现有的灵敏度。我们扩展以前的分析核的顶点矩数据Cs获得新的限制其他几个CPT和洛伦兹不变性违反参数:$\left|b_0^p \right| < 7 \times 10^{-8}$ GeV,$\left|d_{00}^p \right| < 8 \times 10^{-8}$,$\left|b_0^n \right| < 3 \times 10^{-7}$ GeV和$\left|d_{00}^n \right| < 3 \tim…
2015-01-22 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Internal bremsstrahlung signatures in light of direct dark matter searches
虽然很久以前就提出了,但直到最近才有可能通过地面和卫星携带的伽马射线仪器的出色能量分辨率来寻找内部韧致辐射特征。在这里,我们彻底调查的内部韧致辐射搜索的结果直接暗物质搜索和最小质量简并的情况下组成的马约拉纳暗物质粒子,耦合到费米子和标量通过汤川耦合的框架内的当前状态。Fermi-LAT和H.E.S.S.不间断地从几十GeV扩展到几十TeV,并且对粒子物理模型中的质量简并相当不敏感。相比之下,直接搜索在中等到低质量分裂区域中是最好的,其中XENON 100限制盖过了Fermi-LAT和H.E.S.S.如果暗物质与其中一个轻夸克耦合,在我们的最小方案中,我们仔细研究了伽马400,CTA和XENON 1 T的前景,所有这些都计划在不久的将来上线,并发现:(a)CTA和XENON 1 T是完全互补的,CTA对多TeV质量和10%左右的质量分裂最敏感,XENON 1 T探测最好的小质量分裂到TeV质量;(b)氙100的电流限制已经排除了用Gamma-400观测任何光谱特征的可能性,尽管它有令人印象深刻的能量分辨率,除非暗物质不主要与轻夸克耦合。最后,我们指出,与直接搜索不同,在即将到来的内部韧致辐射搜索中检测热遗迹的可能性需要,根据具体情况,大于5-10的增强因子。
2013-12-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
New bounds on macroscopic scalar-field topological defects from non-transient signatures due to environmental dependence and spatial variations of the fundamental constants
我们指出,在由一个或多个通过标量型耦合与标准模型场相互作用的标量场组成的宏观拓扑缺陷模型中,环境物质对标量场的反作用产生了自然基本常数的环境依赖性,以及由于“气泡状”的形成,在诸如地球的致密天体附近基本常数的空间变化。致密体周围的缺陷结构。在足够密集的环境中,自发对称性破缺可能会被$ϕ^2$相互作用完全抑制,从而可能延迟拓扑缺陷的宇宙学产生。我们推导出的基本常数的非瞬态变化的界限,从扭转摆实验,寻找违反等效原理的力量,实验比较的频率地面和空间为基础的原子钟,以及地面时钟在不同的高度在最近的东京晴空塔实验,和测量比较原子和分子的跃迁频率在陆地和低密度天体物理环境。我们的研究结果限制了当今宇宙的质能分数,由于BBN或CMB时代后不久产生的无限域壁网络是$Ω_{\textrm{walls},0} \ll 10^{-10}$的$ϕ^4$势和$ϕ^2$相互作用的介子模型,提高了CMB四极温度各向异性边界至少5个数量级。我们新推导出的域壁上的界限与$ϕ^2$通过其影响的基本常数的非瞬态变化的相互作用是显着更严格的比以前报道的时钟和基于腔的限制通过瞬态签名和以前的界限从不同类型的非瞬态签名,在同一组的假设下,通过域壁。
2020-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Rotation of galaxies as a signature of cosmic strings in weak lensing surveys
来源于拓扑缺陷的矢量扰动可以在背景星系的透镜中产生旋转。这是一个潜在的吸烟枪存在的缺陷,因为旋转产生一个卷曲状的组件中的弱透镜信号,这是不是由标准的密度扰动在线性顺序产生。这个旋转信号是由宇宙弦产生的。未来的大规模弱透镜调查应该能够检测到这种信号,即使是弦张力的数量级低于目前的限制。
2009-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter searches with mono-photon signature at future e$^+$e$^-$ colliders
由于任何e $^+$ e $^-$散射过程都可以伴随着来自初始状态辐射的硬光子发射,因此可以使用这些光子的能谱和角分布的分析来搜索具有不可见终态的硬过程。因此,高能量e $^+$ e $^-$对撞机提供了一个独特的可能性,最一般的搜索暗物质的基础上的单光子签名。我们认为DM粒子的生产,通过国际直线对撞机(ILC)和紧凑型直线对撞机(CLIC)的实验,考虑到探测器的影响,在DELPHES快速模拟框架内的调解。在一个通用模型中的光DM生产的限制被设置为一个广泛的介质质量和宽度。对于介质质量的对撞机的质心能量,从单光子分析的结果是更严格的限制比预期的直接共振搜索在标准模型衰变通道。
2021-07-27 hep-ph
Searches for the technicolor signatures via gg --> W^{\pm}π_t^{\mp} at the Large Hadron Collider
在本文中,我们计算了生产的顶色辅助的人工色模型的背景下,在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机通过gg融合与W玻色子的荷电顶介子。我们发现,pp --> gg --> W^{ \pm }π_t^{ \mp }的总截面是几十个femtobarns,具有合理的参数值,当我们考虑这两个部分子过程gg --> W^{\pm}的贡献之和时,pp --> W ^{\pm }π_t^{\mp}的总截面可以达到几百个飞秒能垒π_t^{ \mp }和b \bar{b} --> W^{ \pm }π_t^{ \mp }。
2011-09-12 hep-ph
Prospects for non-standard SUSY searches at LHC
ATLAS和CMS合作的新研究提出了对特定超对称性场景的非标准签名搜索的敏感性。这些签名包括非指向光子,以及对提示光子,如预期在GMSB超对称模型,以及重稳定的带电粒子产生分裂超对称模型,长寿的状态从GMSB超对称和长寿停止在其他超对称场景。详细的探测器模拟用于研究,包括所有相关的标准模型背景和探测器效应,可以模仿这些特殊的签名。它表明,已经小于100 pb的$^{-1}$的ATLAS和CMS的灵敏度将探测到一个有趣的,迄今为止,这些模型的数据未探索的参数范围。
2008-10-17 hep-ph
Phenomenology of Gluino Searches at the Tevatron
目前的数据表明,胶子(如果存在的话)必须比95~GeV重。在接下来的几年里,随着Tevatron积分亮度的增加,胶子搜索将能够探测100到200 GeV之间的质量范围。对于这个范围内的质量,各种各样的胶子衰变模式可以为胶子检测提供可行的签名。除了经典的缺失横能量信号,高横动量类符号双轻子的检测可能是最干净的签名为胶子生产。其他的特征,如在胶子级联衰变中硬光子的产生,也可能在确认胶子产生和衰变事件的超对称起源中发挥重要作用。
1993-08-06 hep-ph
Simplified Models for Exotic BSM Searches
简化模型是解释当前LHC搜寻标准模型(BSM)以外模型的一种成功方式。到目前为止,简化的模型集中在拓扑结构具有失踪的横向能量(MET)签名。然而,在一些BSM理论中,出现了其他更奇特的签名。如果一个带电粒子在对撞机时间尺度上变得长寿--就像在部分超对称参数空间中的情况一样--它会导致一个非常明显的特征。我们提出了计算机包SModelS的扩展,其中包括重稳定带电粒子(HSCP)的简化模型。作为一个物理应用,我们研究了CMSSM态共湮灭带包含长寿命态,这提出了一个潜在的解决方案,锂的问题。应用MET和HSCP约束,我们表明,对于低值的$\tanβ$,所有这些区域的参数空间要么违反暗物质的限制或被排除在LHC搜索。
2016-03-27 hep-ph
New approach to DM searches with mono-photon signature
高能量e $^+$ e $^-$对撞机为基于单光子特征的最一般的暗物质搜索提供了独特的可能性。分析初态辐射光子的能谱和角分布可以用来寻找具有不可见末态产生的硬过程。过去的大多数研究都集中在假设重介体交换的情况下。然而,我们注意到,现有的实验数据仍然没有排除与轻介体交换的情况,如果介体耦合到标准模型粒子是非常小的。我们提出了一种新的方法,其中光介质生产的实验灵敏度被定义在介质质量和介质宽度。这种方法比假设SM和DM粒子的介体耦合值的方法更模型独立。总结在这方面的贡献是我们的研究发表的结果与WHIZARD和预期的灵敏度的国际直线对撞机(ILC)和紧凑型直线对撞机(CLIC)的实验,暗物质生产的单光子事件的模拟。
2022-03-13 hep-ph
Supersymmetric Crevices: Missing Signatures of RPV at the LHC
超对称性受到LHC搜索的压力,要求有色超伙伴很重。我们证明了R-宇称违反光谱的主导签名目前没有很好地搜索在大型强子对撞机。在这种情况下,夸克和胶子的能量边界都可以低至800 GeV。我们证明了夸克和胶子质量与重子RPV(UDD运营商)的非平凡的限制,并表明,事实上轻子RPV可以允许可比的,甚至更轻的超伙伴。如果LSP明显比有色超伴更亮,则来自许多搜索的约束被削弱,使得它以高提升产生。然后LSP衰变产物将被准直,导致轻子或喷流的错误计数,并导致即使具有大的产生截面也会错过这样的模型。其他轻子RPV的情况下,逃避目前的搜索包括一个higgsino LSP衰变到一个τ和两个夸克的高度动机的情况下,和一个长寿命的LSP与电子和喷流的位移衰变的情况下。约束最少的模型可以有超对称性生产截面的~pb或更大,这意味着成千上万的超对称性事件在8 TeV的数据。我们建议对RPV的这些特征进行新颖的搜索,这也将改善在LHC上对一般新物理的搜索。
2014-03-27 hep-ex hep-ph
Dedicated Indirect Searches for Dark Matter Using Antideuterons
本白皮书描述了使用反氘子进行间接暗物质搜索的基本思想。由于低的天体物理背景,由暗物质湮灭/衰变产生的低能量反氘核提供了一个有吸引力的暗物质特征。目前和未来的实验有很强的潜力,以检测反氘从暗物质。它们不仅相互补充,而且与其他暗物质搜索也是互补的。
2013-05-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New Atomic probes for Dark Matter detection: Axions, Axion-like particles and Topological Defects
本文简要介绍了最近提出的轴子、类轴子赝标粒子和拓扑缺陷暗物质的探测方案。我们主要集中在使用原子和分子系统的暗物质检测的可能性。对于轴子和类轴子粒子,这些方法是正在进行的光子-轴子相互转换实验和天体物理观测的补充探测。对于拓扑缺陷,这些方法是补充传统的天体物理搜索计划的基础上的引力签名。
2014-09-10 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Simplified Models for Displaced Dark Matter Signatures
我们提出了一个系统的方案,通过一组最小的位移搜索需要显着的失踪横向能量(dMET)的长寿命中性粒子签名搜索。我们的方法是扩展完善的暗物质简化模型,包括位移顶点。用暗物质简化模型描述了初级产生顶点。一个位移的次级顶点,其特征在于长寿命粒子的质量和它的寿命,被添加为位移签名。我们展示了这些模型是如何被激发的,并映射到完整的模型,如规范介导的超对称性打破和中性自然的模型。我们还概述了如何使用这种方法来扩展其他简化模型,将位移签名和搜索长寿命的带电粒子。位移顶点是一个引人注目的签名,几乎没有来自SM过程的背景,因此为大型强子对撞机的高亮度运行提供了一个很好的目标。拟议的模型和搜索提供了第一步,系统地扩大位移暗物质搜索计划。
2017-04-21 hep-ex hep-ph
Moving Beyond Effective Field Theory in Dark Matter Searches at Colliders
在过去的几年里,人们对对撞机直接产生暗物质的兴趣呈指数级增长。已经考虑了各种“Mono-X”特征,其中X代表探针粒子对DM粒子的反冲,这允许事件是可预测的。到目前为止,这些签名的分析主要是在有效场论(EFT)的框架内进行的,它允许在直接检测实验中的搜索与碰撞机搜索的比较。不幸的是,正如一些作者最近指出的那样,EFT方法有严重的局限性,可能会导致严重低估或高估的影响范围。我将讨论这些限制和新的想法,在解释碰撞机搜索DM。
2015-06-01 hep-ex hep-ph
Searches for Lepton Flavour Violation at ATLAS and CMS
本研究利用ATLAS和CMS实验的13 TeV质子-质子碰撞数据,开展轻子味破坏及轻子味普适性破坏的搜寻,覆盖多种新物理模型与信号特征并给出相关新测量。
2024-05-19 hep-ex hep-ph
Constraints on models with universal extra dimensions from dilepton searches at the LHC
具有普适额外维度的模型预测,每个标准模型粒子都伴随着卡鲁扎-克莱因共振塔。由于卡鲁扎-克莱因粒子的质谱相当压缩,通过丢失的横向动量特征来寻找第一卡鲁扎-克莱因模式的产生和级联衰变的正则搜索通常会受到低检测效率的影响。在这里,相反,我们分析的签名,从生产的第二卡鲁扎-克莱因状态,可以衰变成标准模型粒子,从而不会导致任何丢失的横向动量。这样的签名提供了很强的灵敏度,并且特别令人感兴趣,因为它们将允许在额外维度模型和新物理学的其他模型(如超对称性)之间进行明确区分。我们限制生产的第二个卡鲁扎-克莱因粒子从最近的LHC搜索双轻子共振,并把限制的紧化尺度大于715 GeV,和第二卡鲁扎-克莱因粒子的质量大于1.4 TeV。
2013-08-28 hep-ph
Multilepton signatures for scalar dark matter searches in coannihilation scenario
我们重新审视标量单态暗物质(DM)的情况下,一对暗轻子的合作伙伴,形成一个矢量狄拉克费米子偶。额外的二重态通过一个非标准模型的Yukawa结构与标准模型(SM)轻子二重态和标量单重态耦合。其结果是,(i)由于额外的费米子态通过规范和汤川相互作用与其他暗扇区粒子以及SM相互作用,它产生了新的DM湮灭过程,包括对湮灭以及共湮灭通道,(ii)这样的汤川结构开辟了新的轻子末态产生通道,从而大大增强了在LHC中寻找暗物质的截面。使用合适的运动学观测量,我们训练一个{ \em提升决策树}(BDT)分类器,以有效的方式从背景中分离增强但仍然微弱的轻轻子信号。另一方面,同样的技术被应用于研究$τ$标记的喷流在寻找DM信号。
2020-06-18 hep-ph
Formation, Interaction and Observation of Topological Defects
在这些讲座中,我描述了一阶相变中缺陷分布的形成,然后简要讨论了相变后缺陷相互作用的相关性和宇宙弦的观测特征。还讨论了一些悬而未决的问题。
1999-03-23 astro-ph cond-mat hep-ph
Searches for Higgs bosons with dark matter at the Large Hadron Collider
星系尺度上存在暗物质的直接证据来自于对星系自转曲线的观测。在粒子对撞机上,寻找DM涉及到一对稳定的电中性和弱相互作用粒子的产生,它们具有丢失横向能量($E^{\rm T}_{\rm miss}$)的特征,与SM粒子反冲。得到的签名产生表示为X+ $E^{\rm T}_{\rm miss}$的最终状态,其中SM粒子X作为初始状态辐射发射。希格斯玻色子在LHC的发现打开了一个新的窗口,通过h+ $E^{\rm T}_{\rm miss}$签名,作为DM粒子相互作用的直接探针,寻找新的物理过程超越SM。由于与夸克和胶子的汤川耦合较小,希格斯玻色子玻色子的初态辐射被抑制,但在与DM粒子的新相互作用的情况下可以产生初态辐射。本文讨论了与希格斯玻色子有关的DM粒子的散射。它们基于LHC在不同最终状态下的质子-质子碰撞数据。
2018-12-19 hep-ex hep-ph
Constraining portals with displaced Higgs decay searches at the LHC
很容易写出这样的模型:衰变到标准模型态的长寿命粒子是通过希格斯衰变成对产生的,导致LHC中近似背靠背的成对位移窄强子喷流和/或轻子喷流。LHC合作已经搜索了这样的签名,没有观察到过量。本文介绍了一种蒙特卡罗方法重新解释的搜索。该方法依赖于(理想的多维)效率表,因此我们恳求合作将其包括在任何未来的工作。提出了混合质量参数空间中的排斥区域,用于约束门户模型。
2015-09-23 hep-ex hep-ph
Electroweak symmetry breaking and collider signatures in the next-to-minimal composite Higgs model
我们进行了详细的数值分析的复合pseudo-Nambu-Goldstone希格斯模型的基础上的次最小陪集$\text{SO}(6)/\text{SO}(5)\cong\text{SU}(4)/\text{Sp}(4)$,具有额外的SM单重标量的频谱,我们允许混合的希格斯玻色子。我们确定的参数空间中的区域兼容所有当前的实验约束,包括辐射电弱对称性破缺,味物理,并在对撞机的直接搜索。我们发现额外的标量,预测质量低于TeV,几乎不受当前LHC数据的约束,但可能在运行2搜索范围内。有希望的间接搜索包括罕见的半轻子$B$衰变,CP破坏$B_s$混合,和电偶极矩的中子。
2017-04-19 hep-ph
Strong Signatures of Right-Handed Compositeness
右手轻夸克可能是重要的复合体,但与大型强子对撞机的实验研究和标准模型耦合的精确测试兼容。在这些由味道物理学激发的场景中,人们期望产生大的截面来产生耦合到轻夸克的新共振。我们研究了LHC右手复合性的实验强签名,并利用ATLAS和CMS最近的结果约束这些模型的参数空间。我们表明,大型强子对撞机的灵敏度可以显着提高,如果进行专门的搜索,特别是在多喷流信号。
2013-08-06 hep-ex hep-ph
The rise and fall of top-down models as main UHECR sources
综述了自顶向下模型作为高能宇宙射线源的研究动机和现状。在AGASA过量的刺激下,它们被认为是GZK截止值以外UHECR的主要来源。与此同时,对它们的特征的搜索限制了它们对UHECR通量的贡献,使其处于次主导地位,而这些搜索的理论动机仍然很强:拓扑缺陷是大统一理论的一般结果,超重粒子是一个可信的暗物质候选者。虽然费米/GLAST的结果应该有助于改善很快从弥漫的伽玛射线背景的拓扑缺陷的界限,最有前途的检测方法是UHE中微子搜索。超重暗物质可以通过其特征性的星系各向异性结合对UHE光子的搜索来限制或检测。
2008-10-23 astro-ph hep-ph
New signatures and limits on R-parity violation from resonant squark production
本文讨论了重子$R$ -宇称破坏相互作用在LHC中的共振夸克产生。该截面很容易超过对生产和一组新的签名可以用来探测平方,特别是停止。这些包括双喷流共振、同号顶夸克和具有大$b$ -喷流多重性的四喷流共振,以及置换中性伴子衰变的可能性。我们使用公开的搜索在$\sqrt{s}=8$ TeV和第一个结果从碰撞在$\sqrt{s}=13$ TeV设置上限$R$奇偶违反耦合,特别关注简化模型与光停止和中性伴子。这些签名的排除范围与$R$ -奇偶守恒搜索$m_{\tilde t}\simeq 500-700$ GeV相当。此外,我们发现,O(1)耦合涉及停止可以被排除在多TeV的范围内,并强调,新的搜索单和对产生的四喷共振将是必要的,以排除一个自然的超对称光谱与轻希格斯的sub-TeV停止。
2016-05-06 hep-ex hep-ph
Axionic dark matter signatures in various halo models
在目前的工作中,我们研究可能的时间签名轴子暗物质搜索采用谐振腔的各种晕模型。我们特别研究的时间依赖性的共振宽度(调制)和可能的不对称性定向实验。
2016-01-19 astro-ph.GA hep-ph
On Mono-W Signatures in Spin-1 Simplified Models
对同位旋断裂效应的潜在敏感性使得LHC搜索单W签名有希望探测标准模型和暗物质之间的耦合结构。然而,已经表明,单W通道对上型和下型夸克与暗物质耦合的相对大小和符号的强烈敏感性是么正性破坏的假象。我们提供了三种不同的解决方案,这个单W问题的背景下,自旋-1简化模型,并简要讨论了我们的研究结果对单W搜索的前景在未来的大型强子对撞机运行的影响。
2016-07-15 hep-ex hep-ph
Signatures of $X_{17}$ through Coherent Elastic Solar Neutrino-Nucleus Scattering in Direct Detection Searches
Karadeniz Technical University(卡拉登技术大学);Dokuz Eylül University(九月份大学)
研究受\(^8\)B太阳中微子诱导的CE$\nu$NS启发,利用多吨级暗物质直接探测设施数据,将新粒子视为轻\(Z'\)媒介子,通过评估相关数据集对有效矢量耦合得出严格限制,缩小模型参数空间并展现对陶轻子味耦合的敏感性。
2026-07-15 hep-ph
Prospects for sub-EW-scale ALP searches via $γ+b\bar{b}$ signatures at the LHC using jet substructure techniques
Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM(艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心/法国国家粒子与核物理研究所、普罗旺斯粒子与宇宙学中心);Laboratoire Charles Coulomb (L2C), University of Montpellier and CNRS(夏尔·库仑实验室、蒙彼利埃大学、法国国家科学研究中心)
本研究利用喷注结构技术,在LHC上通过$\gamma+b\bar{b}$特征搜索10-100 GeV的轻ALP,获得对ALP-费米子耦合的预期排除界限,并探讨触发阈值的影响。
2025-10-09 hep-ex hep-ph hep-th
Sensitivity plots for WIMP modulation searches
从统计学的角度讨论了利用年调制特征进行WIMP搜索的前景,介绍了WIMP-核子标量截面的灵敏度图。
1999-12-28 astro-ph hep-ph
Dark Matter Searches with Top Quarks
大型强子对撞机(LHC)的顶夸克对撞机签名提供了暗物质(DM)生产的敏感探针。在本文中,我们回顾了ATLAS和CMS合作在LHC进行的顶夸克最终态DM搜索的结果,包括完整LHC运行2数据集的最新结果。我们强调DM搜索的互补性,在最终状态与顶夸克搜索在其他最终状态的框架中的各种简化模型的DM。本文还讨论了在标量暗能量的有效场论描述的背景下,用顶夸克对DM搜索的重新解释。最后,我们展望了DM搜索的潜力与顶夸克在LHC运行3,在高亮度LHC,和未来可能的对撞机。在这种情况下,我们强调新的基准模型,可以探测现有的和未来的搜索,以及那些预测仍然发现的签名异常顶夸克的生产和衰变在大型强子对撞机。
2023-02-11 hep-ex hep-ph
Collider Signatures of Coannihilating Dark Matter in Light of the B-Physics Anomalies
出于紫外线解释的$B$ -物理异常,我们研究了一个黑暗的部门包含一个马约拉纳暗物质候选人和一个彩色的共湮灭的合作伙伴,连接到标准模型主要通过一个$U_1$矢量leptoquark。TeV尺度的$U_1$细夸克,主要耦合到第三代费米子,是唯一成功的单介质描述的$B$物理异常。在计算了暗物质遗迹表面后,我们将重点放在最有希望的实验途径上:LHC寻找有色共湮灭伙伴。我们发现,有色伙伴强子化和形式介子的束缚态,导致共振签名在碰撞机让人想起的夸克衰变模式中的标准模型。通过重铸现有的双轻子和单喷流搜索,我们排除共湮灭伙伴质量小于280 GeV和400 GeV,分别。由于其他现有的对撞机搜索不显着探测参数空间,我们提出了一个新的专用搜索策略对生产的有色合作伙伴衰减到$bbττ$最终状态和暗物质粒子。这项研究预计将探测模型高达暗物质质量约600 GeV与目前的光度。
2021-11-12 hep-ph
Physics searches at the LHC
随着LHC的启动和运行,实验和理论高能物理的焦点将很快转向对LHC数据的解释,即电弱对称性破缺和TeV尺度。在这里,我们提出了一个广泛的审查模型,新的TeV尺度的物理和LHC签名。此外,我们还讨论了可能的新物理签名,并描述了它们如何与标准模型之外的特定物理模型联系起来。最后,我们说明了LHC时代如何最终详细了解TeV级物理学的基本原理。
2010-09-04 hep-ex hep-ph
Low scale supersymmetry at the LHC with jet and missing energy signature
如果超对称性在TeV尺度上被破缺,那么来自负责超对称性破缺的扇区的粒子-- Goldstino和Sgoldstinos --就可以在LHC实验中暴露出来。我们讨论了超对称破缺尺度上的界限,从大型强子对撞机搜索事件的喷流加上失踪的动量签名的情况下,TeV规模的sgoldstinos为重点。我们发现,轻sgoldstino的贡献的引力子对生产的截面与喷流可以是相当大的,引力子质量的界限可以更强的2倍,相比,在重sgoldstino限制。我们比较这些边界上的参数模型的ATLAS和CMS搜索的结果dijet共振。
2017-09-15 hep-ph
Signatures of Non-thermal Dark Matter with Kination and Early Matter Domination: Gravitational Waves versus Laboratory Searches
暗物质(DM)的非热产生通常需要暗区与可见区的非常微小的耦合,因此在实验室实验中寻找是众所周知的挑战。在这里,我们提出了一种新的途径来测试这样的生产在非标准的宇宙学历史的背景下,使用引力波(GW)和实验室搜索。我们调查DM的形成从一个标量场的衰变,我们称之为再加热,因为它也再加热宇宙时,它衰变。我们考虑宇宙在再加热支配宇宙的能量密度并最终衰变为标准模型和DM粒子之前,与\textit{kination-like}刚性状态方程($w_{\rm kin}>1/3$)经历一个阶段性的衰变的可能性.然后,我们研究如何一阶张量扰动在膨胀过程中产生的,其幅度可能会得到放大,在kination时代,并导致可检测的GW信号。要求再加热产生所观察到的DM遗物密度,我们表明,再加热的寿命和分支分数由宇宙学的情况。特别是,我们表明,它是长寿命的,可以通过各种实验,如DUNE,FASER,FASER-II,MATHUSLA,SHiP等搜索。我们还确定了参数空间,导致互补的观测GW探测器,如LISA和u-DECIGO。特别是,我们发现,一个类似的运动周期与状态方程参数$w_{\rm kin}\approx 0.5$和再热质量$\mathcal O(0.5-5)$ GeV和DM质量的$\mathcal O (10-100)$ keV可能会导致相当大的印记,在这两种搜索。
2022-09-21 gr-qc hep-ph
The local B-polarization of the CMB: a very sensitive probe of cosmic defects
我们提出了一个新的和特别强大的签名宇宙弦和其他拓扑或非拓扑缺陷的极化宇宙微波背景(CMB)。我们表明,即使缺陷贡献1%或更少的CMB温度各向异性谱,他们的签名在当地的$\tilde{B}$-偏振相关函数在角尺度的几十角分是远远大于由于引力波从通货膨胀,即使后者的贡献与$r\simeq 0.1$的温度各向异性的比例一样大。我们表明,当从非本地到本地的$\tilde{B}$极化,缺陷的信号与噪声的比率相对于通货膨胀值增加了约一个数量级。建议的B-偏振实验,具有良好的灵敏度弧分尺度,可以检测到的贡献,从拓扑缺陷后产生的通货膨胀或放置严格的限制。即使是普朗克也应该能够将目前对缺陷模型的约束改进至少一个数量级,达到$\ep <10^{-7}$的水平。未来的全天空实验,如CMBpol,具有$1μ$ K arcmin量级的偏振灵敏度,将能够根据缺陷模型将缺陷参数$\ep=Gv^2$限制为几个$\times10^{-9}$。
2010-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searches with Mono-Leptons
我们探讨了LHC中单轻子加上缺失的横能量信号的含义,并指出它对理解暗物质如何与夸克相互作用的意义,其中信号来自于暗物质对的产生以及从初始态夸克辐射出的轻子衰变的W玻色子.我们得到的限制使用现有的W '搜索在大型强子对撞机,并发现一个有趣的干扰之间的贡献,从暗物质耦合向上型和向下型夸克。单轻子实际上可以提供最强的电流约束的暗物质相互作用的轴向矢量(自旋相关)的相互作用和iso-spin破坏耦合。如果观测到暗物质产生的信号,这个过程也可以帮助解开暗物质与上夸克和下夸克的耦合。
2013-06-19 hep-ex hep-ph
Probing the coupling of heavy dark matter to nucleons by detecting neutrino signature from the Earth's core
我们认为,从地球的核心中微子签名的检测可以有效地探测耦合的重暗物质($m_χ>10^{4}$ GeV)的核子。我们首先注意到,在这样的质量范围内直接搜索暗物质(DM)提供的约束比搜索$m_χ\sim 100$ GeV所提供的约束要宽松得多。此外,由于衰减效应,太阳内部DM湮灭产生的中微子能量在太阳表面不会超过几个TeV。因此,失去了对重DM耦合的灵敏度。最后,星系晕中微子特征的探测只能探测DM湮灭截面。我们目前的中微子事件率在冰立方和KM 3 NeT所产生的中微子通量的湮灭地球捕获DM重于$10^{4}$ GeV。在此质量范围内,给出了IceCube和KM 3 NeT对自旋无关的DM-质子散射截面$σ_{χp}$的灵敏度.
2014-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Constraining compressed supersymmetry using leptonic signatures
我们研究了在LHC上的多轻子搜索对具有压缩质谱的超对称模型的影响。对于这类模型,由于需要大的有效质量和E_T的缺失,通常的搜索策略的可接受性显着降低。另一方面,轻子搜索对于丢失末态对象的E_T和p_T确实有低得多的阈值。因此,如果一个具有压缩质量谱的模型允许多轻子末态,那么可以使用多轻子搜索来导出约束。对于一类简化模型,我们用ATLAS多轻子搜索分析方法研究了\sqrt{s} =7 TeV总积分亮度为1-2/fb的含有2-4个电子或μ子的末态的排斥极限.我们还修改了这些分析施加额外的削减,使其敏感性压缩超对称模型增加。使用原始和修改后的分析,我们表明,排除限制可以与喷气机加上失踪的E_T搜索竞争,提供排除限制高达1 TeV的胶子质量。我们还分析了几类事件来自不同的中间态粒子的效率。这使我们能够评估排除限制在类似的类模型具有不同的横截面和分支比,而不需要一个蒙特卡罗模拟。
2012-06-28 hep-ex hep-ph
Rare and Experimentally Challenging Supersymmetry Signatures
University of Oregon(俄勒冈大学);University of Tennessee(田纳西大学)
本文探讨了在大型强子对撞机上寻找稀有且具有挑战性的超对称信号的实验挑战与未来探索方向
2026-01-09 hep-ex hep-ph
Dark Matter Searches with a Mono-Z' jet
研究了一类具有GeV尺度暗Z '的暗物质模型的对撞机特征。在强子对撞机上,暗物质粒子的产生自然会导致Z '的产生,Z'在强子衰变后会出现一个狭窄的喷流。与通常来自初始状态辐射的单喷流信号相反,暗物质的终态辐射可以产生单Z '喷流加上丢失的横向能量的特征。通过对Z'喷注的喷注子结构分析,我们发现这些Z'喷注可以与QCD喷注在很大程度上区分开来。与单喷流相比,对单Z '喷流事件的专门搜索可以导致在所解释的暗物质-核子散射截面上超过一个数量级的更强的边界。
2015-07-24 hep-ph
Dynamics of Topological Defects in Electroweak Theory
嵌入的缺陷很久以前提出的(Z-涡和Nambu单极)已成功地搜索在三维平衡晶格的标准模型内的研究,在附近的电弱相变和交叉(以下为现实的希格斯质量)。提出了与规范无关的格涡算符。涡旋冷凝(渗滤)被发现的高温相的特点。只有在较高的希格斯质量下,小涡旋团才能在低温侧以不可忽略的密度被热激活,初步证据支持它们的半经典性质。
1999-02-09 hep-lat hep-ph
Signatures from Non-classical Features of Axion Dark Matter in Cavity Haloscopes
该研究探讨轴子暗物质的非经典特征在腔式探测器中的印记,给出压缩态、对纠缠暗物质态的示例信号,并分析其提升实验搜索灵敏度的潜力。
2025-09-04 hep-ex hep-ph quant-ph
Stopping Dark Mesons in Their Tracks with Long-Lived Particle and Resonant Signatures
University of Oregon(俄勒冈大学);University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);Cornell University(康奈尔大学)
研究通过长寿命粒子和共振特征探测暗物质粒子,利用 collider 搜索确定其质量下限,并通过异常现象约束模型参数。
2026-04-02 hep-ph
TASI 2008 lectures on Collider Signals II: E_T^missing signatures and the dark matter connection
这些讲座概述了LHC新物理学中缺失的E_T签名的各个方面,以及它们与暗物质物理学的重要联系。主要是,我将集中在超对称(SUSY)的缺失E_T的来源,但也会提到小希格斯模型与T-宇称(LHT)和通用额外维度(UED)模型与KK-宇称。第一堂课介绍超对称理论基础、模型建立和光谱计算。第二讲讲述强子对撞机上超粒子的产生和衰变机制以及事件的产生。第三堂课介绍了LHC的超对称信号,以及LHT和UED信号以供比较。在第四堂课中,我将讨论暗物质的联系,以及直接和间接的暗物质搜索以及LHC对撞机搜索如何使我们在未来几年内发现和表征暗物质。最后,汤川统一超对称性的有趣的情况下,这种情况下最好的作品,如果暗物质原来是一个混合物的轴子/axino状态,而不是neutralinos。
2009-01-29 hep-ph
Dark Matter Searches with Astroparticle Data
暗物质(DM)的存在最早是由Zwicky在20世纪30年代注意到的,但它的性质仍然是物理学中未解决的重大问题之一。各种观测表明它是非重子和非相对论性的。非重子DM的首选候选者之一是在大多数模型中稳定的弱相互作用大质量粒子(WIMP)。WIMP的自湮灭可以产生宇宙射线、伽马射线和其他具有可探测特征的粒子。最近的实验,如PAMELA发现的异常宇宙射线光谱的提示,激发了有趣的解释DM湮灭和/或衰变。然而,这些特征也有标准的天体物理学解释,因此需要更多的证据来证明DM湮灭或衰变的检测。此外,还利用费米大天区望远镜对来自星系团、附近矮球状星系和星系团的伽马射线信号进行了观测,并对弥漫的银河系和河外伽马射线辐射进行了测量。此外,HESS、MAGIC和VERITAS等成像大气切伦科夫望远镜也报告了对矮星系伽马射线辐射的搜索。在这篇综述中,我们研究了这些仪器搜索颗粒DM的状态,并讨论了解释和由此产生的DM限制。
2011-04-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A study of collider signatures for two Higgs doublet models with a Pseudoscalar mediator to Dark Matter
两个希格斯偶极子模型加上一个额外的赝标量粒子耦合到标准模型和一个新的稳定的中性粒子,为解决暗物质问题提供了一个有吸引力的和相当小的途径。它们已经成为LHC几次搜索的对象。我们研究现有的大型强子对撞机测量对这些模型的影响,首先在搜索所解决的基准区域,然后在放松一些假设和扩大考虑的参数范围后。在每种情况下,我们研究新参数如何改变LHC中潜在的可见签名,并确定这些签名中的哪些应该已经对现有的测量产生了重大影响。这使我们能够对一些迄今为止尚未研究的场景设置一些第一约束。
2021-01-11 hep-ex hep-ph
Searches for dark matter signals in simplified models at future hadron colliders
我们研究了在未来的$pp$对撞机上,在单喷流通道中寻找暗物质(DM)的前景,质心能量分别为33、50和100 TeV。我们考虑一类简化模型,其中引入了一个连接DM粒子和夸克的矢量玻色子。与有效场论的研究相比,该框架给出了更合理的DM签名的生产率和运动学。我们估计未来的对撞机的灵敏度与3 $ab^{-1}$的DM诱导的单喷流签名的积分亮度,并显示可以探索的参数空间。直接和间接DM探测实验的约束条件进行了比较与未来的碰撞机的灵敏度。我们发现,未来的对撞机检测将是更灵敏的比间接检测的矢量相互作用,并有更好的灵敏度比直接检测的几个数量级的轴向矢量相互作用。
2015-03-10 hep-ph
Event-based anomaly detection for new physics searches at the LHC using machine learning
本文讨论了在大型强子对撞机(LHC)使用异常检测技术识别偏离标准模型(SM)的事件签名的新物理的模型不可知的搜索。我们调查异常检测的机器学习方法的背景下,使用自动编码器,并说明预期的形状不变的群众在离群区域使用蒙特卡罗模拟。这种方法的挑战和概念上的局限性进行了讨论。
2022-09-16 hep-ph
LHC Signatures of Two-Higgs-Doublets with Fourth Family
在轻质量窗口中进行的希格斯粒子搜索对于检验希格斯机制和探索超越标准模型(SM)的新物理具有重要意义。最新的ATLAS和CMS在大型强子对撞机(7 TeV)上对SM希格斯玻色子的搜索发现,在124-126 GeV的质量范围内,γγ/VV^* 通道(V=Z,W)中有一些有趣的过量事件。我们从具有第四族费米子的一般双希格斯偶重态模型中探索了轻CP奇希格斯A^0或CP偶希格斯h^0的γγ和VV^* 信号的可能解释。我们证明,通过将希格斯玻色子A^0或h^0的不可见衰变包括到第四族中微子,预测的γγ和VV^* 信号可以解释在LHC上观察到的新特征,并将在2012年即将进行的LHC运行中进一步探索。
2012-03-19 hep-ex hep-ph