Top Couplings: pre-Snowmass Energy Frontier 2013 Overview
本文对上耦合测量方法进行了综述，并对未来的测量方法进行了展望。顶夸克与W玻色子的耦合可以通过观察顶夸克的衰变或单个顶夸克的产生来检验。随着LHC和高亮度LHC的高统计顶级物理学的出现，玻色子（光子，Z和希格斯）与顶夸克相关联的过程变得容易理解。顶夸克与这些粒子耦合的第一个证据将来自于产生率。
2013-09-08 hep-ex hep-ph
Multiplicity Distributions and the Frontier between Soft and Hard Physics
Instituto de Física - Universidade de São Paulo（圣保罗大学物理研究所）
该研究探讨了多重性分布中软与硬物理的前沿，通过分析子结构特征，提出两种产生机制的叠加，并研究尺度对结果的影响。
2025-09-18 hep-ph
Intensity-Frontier Signals of Warped Extra Dimensions
University of South Dakota（南达科他大学）
该研究探索翘曲额外维度的强度前沿信号，构建含GeV级膜的光子门户模型，提出重KK引力子产生、级联及宏观电磁衰变的特征，讨论低标度翘曲场景的相关约束。
2026-08-24 hep-ph
Direct Production of Light Scalar in the Type-I Two-Higgs-Doublet Model at the Lifetime Frontier of LHC
本研究针对I型2HDM大tanβ区域的轻长寿命赝标量A，分析LHC上多种电弱对产生过程在多个寿命前沿探测器的探测潜力，表明相关过程可突破现有限制覆盖一定参数空间。
2024-06-19 hep-ph
Dedicated Searches for Millicharged Particles at Intensity-Frontier Facilities: SpinQuest and SHiP
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Carleton University（卡尔顿大学）；Boston University（波士顿大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Korea University（高丽大学）
本文研究了在SpinQuest和SHiP设施中利用闪烁体探测器搜索微电荷粒子的方法，发现质子辐射在亚GeV质量范围内主导产生率，并提升了对mCP电荷参数的灵敏度。
2025-12-11 hep-ph
A Stringent Limit on the Warm Dark Matter Particle Masses from the Abundance of z=6 Galaxies in the Hubble Frontier Fields
我们表明，最近测量的紫外光度函数的超暗透镜星系在z= 6的哈勃前沿领域提供了一个前所未有的探测质量m_X的暖暗物质候选人独立于重子物理。将最暗星系的丰度与WDM宇宙学中暗物质晕的最大数密度进行比较，在1-sigma置信水平下，热遗迹WDM粒子的质量有一个鲁棒的极限m_X> 2.9 keV，在2-sigma置信水平下，m_X> 2.4 keV，在3-sigma置信水平下，m_X> 2.1 keV。这些构成了迄今为止独立于星系形成所涉及的重子物理学的WDM粒子质量的最严格的约束。我们讨论了我们的结果对不育中微子产生机制的影响。特别是，如果不育中微子是负责的3.5 keV线在X射线团的观测报告，我们的结果坚定地排除了Dodelson-Widrow生产机制，和产量m_{sterile} > 6.1 keV的不育中微子通过Shi-Fuller机制产生。
2016-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Heavy Neutrinos across the Electroweak-to-Multi-TeV Frontier via Novel ML-Enhanced Probes
Vanderbilt University（范德堡大学）；Universidad de los Andes（安第斯大学）
利用新型机器学习探针，通过LHC探测重中微子，覆盖从几十GeV到10TeV的质量范围，灵敏度达$|V_{\ell N}|^2$的10^-5到1。
2026-11-13 hep-ph
New avenues for the neutrino dipole portal exploration at the energy frontier
本文通过量纲-6偶极算符研究能量前沿的中微子偶极门户，评估HL-LHC、FCC-hh和10 TeV μ子对撞机上电弱玻色子引发过程的探测灵敏度。
2025-07-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Di-decay signature of new physics particles at intensity frontier experiments
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；CERN（欧洲核子研究中心）
本研究提出强度前沿实验基于双衰变事件的发现策略，利用弱相互作用粒子成对衰变的位移顶点区分模型，以希格斯样标量为案例，证明SHiP、Belle II和Downstream@LHCb可覆盖宽参数空间。
2026-08-07 hep-ph
The second Higgs at the lifetime frontier
我们评估目前的覆盖面和未来的发现潜力的大型强子对撞机搜索重希格斯玻色子衰变成长寿命粒子（LLP），主要集中在生产的LLP对强子最终状态。这些特征在暗区是普遍的，在暗区，重标量衰变成成对的较轻状态，随后与标准模型希格斯粒子混合。我们表明，少数现有的分析提供了广泛的覆盖范围从毫米到几十米的LLP衰变长度，并探讨在几个简化模型中的位移和提示最终状态的搜索之间的互补性。对于重单重态和重二重态标量，LLP搜索通常在当前数据中提供领先的灵敏度，并在未来的LHC运行中表现出最强的发现潜力。我们进一步将这些搜索的影响转化为各种Twin Higgs模型的参数空间，表明LLP搜索是发现具有位移衰变的Twin Higgs的有希望的途径。最后，我们提出了各种额外的搜索渠道，将提高覆盖率的第二个希格斯粒子的寿命前沿。
2020-06-30 hep-ph
Probing some photon portals to new physics at intensity frontier experiments
研究三种亚GeV长寿命粒子在强度前沿实验中的探测前景，发现SHiP实验对位移顶点搜索提供最强约束，FASER2/FPF提供互补覆盖。
2024-08-29 hep-ph
Fundamental physics with the Hubble Frontier Fields: constraining Dark Matter models with the abundance of extremely faint and distant galaxies
我们发现，在$z\approx 6$在哈勃前沿场（HFF）的超微弱透镜星系的测量丰度提供了严格的约束参数空间的i）暗物质模型的基础上keV的不育中微子; ii）“模糊”波状暗物质模型，基于超轻粒子的玻色-爱因斯坦凝聚体。对于不育中微子，我们考虑了两种产生机制：通过与活跃中微子混合产生的共振产生和标量粒子的衰变。对于前一个模型，我们推导出组合的无菌中微子质量$m_ν$和混合参数$\sin^2(2θ)$，提供了严格的下限混合角（因此轻子不对称性）的方法独立于重子物理。对于后者，我们计算的标量质量，其耦合到希格斯场，和汤川耦合的标量不育中微子的允许组合。我们比较我们的结果，独立的，现有的天体物理界在相同的质量范围内的不育中微子。对于“模糊”的情况下，暗物质，我们发现，所观察到的数密度$\approx 1/{\rm Mpc}^3$的高红移星系在HFF设置一个下限$m_ψ\geq 8\cdot 10^{-22}$电子伏特（在3- $σ$置信水平）的粒子质量，结果强烈反对波状玻色子暗物质作为一个可行的模型结构形成。我们讨论的影响，我们的结果的不确定性，由于系统学在选择高度放大，微弱的星系在高红移。
2017-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
New Detectors to Explore the Lifetime Frontier
长寿命粒子（LLP）是许多超越标准模型理论的共同特征，包括超对称性，并且通常在奇异的希格斯衰变中产生。不幸的是，没有现有的或提出的搜索策略将能够观察到非强子电中性LLP的衰变，其质量高于$\sim$ GeV，寿命接近大爆炸核合成（BBN）设定的极限，$c τ\lesssim 10^7 - 10^8$ ~m。我们提出了MathusLA表面探测器概念（用于超稳定中性粒子的大规模计时速度计），该概念可以通过现有技术实现，并及时用于高亮度大型强子对撞机升级，以寻找此类超长寿命粒子（ULLP），无论是产生于奇异的希格斯衰变还是更一般的产生模式。我们还主张在未来的100 TeV对撞机上使用专用的LLP探测器，在那里，一个中等大小的地下设计可以发现ULLP，其寿命在BBN极限下，产生于次百分比水平的外来希格斯衰变。
2017-01-13 hep-ex hep-ph
The High-Energy Frontier of the Intensity Frontier: Closing the Dark Photon, Inelastic Dark Matter, and Muon g-2 Windows
我们研究隐藏的部门和长寿命的粒子在过去（CHARM和NuCal），现在（NA62和SeaQuest/DarkQuest），和未来（LongQuest）的实验，是在高能量前沿的强度前沿。我们专注于探索最小矢量门户和变寿命粒子（VLP）。VLP模型大多被设计来解释实验异常，同时避免现有的限制，我们证明质子固定目标实验提供了一个最强大的探针为子GeV到几个GeV质量范围的VLP模型，使用非弹性暗物质（iDM）作为一个例子。我们考虑一个iDM模型与小的质量分裂，产生观察到的暗物质（DM）遗迹丰度，和一个相当大的质量分裂的情况下，也可以解释μ子$g-2$异常。我们设置强有力的限制的基础上的CHARM和NuCal的实验，接近排除iDM作为全丰度热DM候选人在兆电子伏至GeV的质量范围内，为我们考虑的质量安排和小质量分裂。我们还研究了基于NA62和SeaQuest/DarkQuest的未来投影，并更新了最小暗光子参数空间的约束条件。我们发现，NuCal设置唯一现有的限制在$ε\sim 10^{-8} - 10^{-4}$制度达到$\sim$ 800 MeV的暗光子质量由于质子韧致辐射产生的共振增强。最后，我们提出了LongQuest，一个三阶段的SeaQuest实验与短（$\lesssim$ 5米），中（$\sim$ 5米），和长基线（$\gtrsim$ 35米）跟踪站/探测器彻底改造，作为一个…
2019-08-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Braneworld Cosmological Effect on Freeze-in Dark Matter Density and Lifetime Frontier
在5维膜世界宇宙学中，我们在膜上的4维宇宙的弗里德曼方程在高温下被修改，而标准的大爆炸宇宙学在低温下被复制。基于Randall-Sundrum和Gauss-Bonnet两种著名的膜世界宇宙论，我们研究了膜世界宇宙论对非热暗物质粒子的残余密度的影响，该粒子与标准模型粒子的相互作用非常弱，其残余密度由冻结机制决定.对于早期宇宙中的暗物质产生过程，我们假设一个简单的场景，其中有一个光矢量-玻色子介质，用于暗物质粒子与标准模型粒子进行通信。我们发现，膜世界宇宙学效应可以极大地改变标准大爆炸宇宙学中产生的暗物质遗迹密度。作为应用，我们考虑了以轻$B-L$规范玻色子（$Z^\prime$）为介质的最小$B-L$扩展标准模型中的右手中微子暗物质.我们发现膜世界宇宙学效应的影响，寻找长寿的$Z^\prime$玻色子在计划/拟议的寿命前沿实验。
2019-11-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Collinear approach for top quark production at ep colliders
对在未来圆形强子-电子对撞机（FCC-he）和大型强子电子对撞机（LHeC）上共线产生$t\overline{t}$的方法进行了近似分析研究。为了研究重夸克的产生过程，在宽的$Q^{2}$范围内采用了共线广义双渐近标度（DAS）方法。在高非弹性条件下，导出了FCC-he（对于$Q^{2}{\geq}m^{2}_{t}$）和LHeC（对于$Q^{2}{\leq}m^{2}_{t}$）质心能量下顶夸克对产生的约化截面.这些结果对将来的质心能量前沿对撞机实验和改进Bjorken变量$x$低值运动学唯象模型具有参考价值。在低$x$下得到了DIS中重夸克产生的胶子密度的演化，以包括重夸克质量的影响。对这些结果的非线性修正表明，对于$Q^{2}{\propto}m^{2}_{t}$，关于顶夸克质量的非线性修正非常小。
2022-09-15 hep-ph
Hadron spectra, flow and correlations in PbPb collisions at the LHC: interplay between soft and hard physics
大型强子对撞机重离子计划的启动，为探索高温量子色动力学的新领域提供了可能。预计硬颗粒和半硬颗粒生产过程的作用在超高能量下可能是显著的，甚至对于所产生物质的体积性质也是如此。本文在HYDJET++模型的框架下，分析了质心能量为2.76TeV/核子对的PbPb碰撞的多重数、强子谱、椭圆流和飞秒关联的LHC数据。喷流产生机制对这些可观测量的影响进行了讨论。
2012-06-07 hep-ph nucl-th
Single top quark production at ultra-high energies
本研究在标准模型和有效场论框架下，计算了超高能量下电弱相互作用的单顶夸克产生截面，其结果对未来对撞机实验和宇宙射线级联模型改进具有重要价值。
2023-02-05 hep-ph
Top pair production at ultra-high energies
顶夸克是最重的夸克，也是目前已知的最重的基本粒子，它构成了对夸克-胶子相的长寿命介质的一种新的探索，正如预期的那样，这种介质甚至可以在超高能的轻核碰撞中产生。研究了超高能区顶区粒子产生的一些特征。利用量子色动力学和计算部分子总截面的有效场论方法研究了反顶-顶对的产生。在量子色动力学的NNLO和在有效场论的LO计算所有观测量的预测。这些定量结果对未来质心能区对撞机实验和改进超高能宇宙线级联发展唯象模型具有重要意义。因此，这项研究可以更好地理解重粒子的产生，并强调加速器上的高能物理和超高能宇宙射线测量之间令人兴奋的相互关系。
2020-12-17 hep-ph
Production of Light Dark Particles from Nonlinear Compton Scattering Between Intense Laser and Muon or Proton Beam
Nankai University（南开大学）；Xi'an University of Architecture and Technology（西安建筑科技大学）
本文提出利用强激光与μ子或质子束碰撞产生轻暗物质粒子的方法，通过计算非线性康普顿散射截面，探索新轻不可见粒子的检测途径。
2026-01-18 hep-ph
Study of Electroweak Interactions at the Energy Frontier
随着希格斯玻色子的发现，标准模型（SM）中的粒子谱是完整的。在弱电领域进行精确测量和测试与SM预测的偏差比以往任何时候都更加重要。在这份报告中，我们调查了两个主题的精密电弱测量领域：电弱精密可观测量（EWPOs），测试SM和最小超对称SM中的粒子含量和耦合，以及涉及多个规范玻色子在最终状态的测量，提供了独特的探测电弱对称性破缺的基本原则。在重要的EWPO中，我们集中讨论M_W和sin ^2 θ_eff^l，以及通过摩擦玻色子产生和矢量玻色子散射探测的反常四次规范耦合。我们调查的阈值，需要达到的精度，以便对新的物理敏感。我们研究的精度，可以在这些观测到的各种设施。我们讨论了预测SM率和分布所需的计算工具，以便在所需的精度进行这些测量。本报告总结了2013年社区夏季研究（Snowmass）的电弱相互作用工作组的能源前沿精度研究的工作。
2013-10-24 hep-ph
Extending the reach of FASER, MATHUSLA, and SHiP towards smaller lifetimes using secondary particle production
许多现有的或拟议的强度前沿搜索实验寻找衰变签名的轻长寿命粒子（LLP），高度位移的相互作用点，在一个遥远的探测器，是很好地屏蔽SM背景。然而，这种方法仅限于衰变长度类似于或大于这些实验基线的新粒子。在这项研究中，我们将讨论如何在超越最简单场景的BSM模型中克服这一基本约束。如果模型中存在一个以上的轻新粒子，则LLP的额外二次产生可能就发生在检测器前面，从而打开了一个新的寿命机制。我们说明了这种搜索在未来的实验FASER，MATHUSLA和SHiP，代表性的模型，强调可能的连接到暗物质或异常磁矩的μ子的前景。我们还分析了采用专用中微子探测器放置在前面的主要衰变量的额外优势。
2020-06-22 hep-ph
Searching for Minicharged Particles at the Energy Frontier with the MoEDAL-MAPP Experiment at the LHC
本研究分析了MoEDAL-MAPP实验对LHC中毫电荷粒子的敏感性，涵盖多种产生机制，发现MAPP-1探测器可探测低至8×10^-4 e和6×10^-4 e的有效电荷，显著拓展了新物理参数空间的约束范围。
2023-11-03 hep-ex hep-ph
Multi Higgs production via photon fusion at future multi-TeV muon colliders
本文研究了未来多TeV缪子对撞机中通过共线光子散射介导的单、双、三希格斯玻色子产生，提出了增强信号策略并探讨了其对希格斯自耦合异常的敏感性。
2024-06-06 hep-ph
Production of Chern-Simons bosons in decays of mesons
本文提出CS玻色子与夸克的有效相互作用，发现其发散部分因CKM矩阵幺正性为零，无需引入新参数即可预测该作用，并给出介子衰变产生CS玻色子的分支比，助力强度前沿实验寻找该粒子。
2024-03-21 hep-ph
Colorful Particle Production at High-Energy Muon Colliders
本文研究高能缪子对撞机中彩色重粒子的产生机制，计算多种彩色态的产生率与质量探索范围，表明其优于大型强子对撞机，并同样适用于高能正负电子对撞。
2025-02-27 hep-ex hep-ph
Enhancing 10 TeV $γγ$-collider luminosity through scattering-laser wavelength selection in the presence of prolific electron-positron pair production
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
该研究针对10 TeV双光子对撞机，考虑正负电子对产生的自然限制与康普顿光子角发散，通过选择250 nm和1.25 nm散射激光波长增强其亮度，且次级正负电子对可用于重粒子产生研究。
2026-08-27 hep-ph physics.acc-ph
