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
On the Origin of Long-Lived Particles
MATHUSLA是一个拟议中的大体积位移顶点（DV）探测器，位于CMS上方的表面，旨在寻找HL-LHC产生的长寿命粒子（LLP）。我们表明，在MATHUSLA发现LLP不仅可以证明BSM物理的存在，还可以揭示LLP的理论起源，尽管MATHUSLA没有收集LLP衰变产物的能量或动量信息。我们的分析是简单和强大的，使得它很容易推广到包括更复杂的LLP的情况下，我们的方法是适用于LLP衰变中发现的ATLAS，CMS，LHCb，或其他外部检测器。在LLP检测事件中，MATHUSLA可以作为主检测器的1级触发器，确保在CMS中读取LLP生产事件。我们进行LLP简化模型分析表明，结合MATHUSLA和CMS检测器的信息将允许LLP生产模式拓扑结构被确定与$\sim 100$观察到的LLP衰变。基本的理论参数，如LLP和母粒子质量，也可以用$\lesssim 10\%$精度测量。结合从观测到的DV的几何性质中获得的LLP衰变模式的信息，很明显，MATHUSLA和CMS一起将能够非常详细地描述任何新发现的物理学。
2021-11-01 hep-ex hep-ph
An alternative method for searching for dimuon displaced vertices in the short-range region with ATLAS and CMS
本文针对 ATLAS 和 CMS 双缪子位移顶点搜索，指出毫米级短程区域被忽视，并提出完全基于数据的新方法以降低系统误差、提升发现潜力。
2024-12-07 hep-ex hep-ph
B physics triggers at CMS
CMS探测器主要用于研究硬事件。只有很少的一级触发条件适合于选择软B介子衰变。CMS的B-物理潜力强烈依赖于高级别触发器的选择策略。给出了一些基准B衰变通道的选择算法，使CMS能够执行有竞争力的B物理程序。
2003-07-01 hep-ph
Searching for exotic B meson decays with the CMS L1 track trigger
CMS阶段II轨道触发器可以允许具有比现有的双μ子触发器在质量上更低的$p_T$阈值的移位的双μ子顶点触发器。用这种技术，我们表明，CMS达到异国情调的$B$介子衰变涉及一个位移的双μ子共振，如轻，希格斯混合标量，可以与LHCb和Belle II的竞争。
2020-08-16 hep-ph
Triggering long-lived particles in HL-LHC and the challenges in the first stage of the trigger system
在触发系统的第一阶段触发长寿命粒子在LLP搜索中非常关键，以确保我们不会在一开始就错过它们。大型强子对撞机未来的高亮度运行将增加每个束流交叉的堆积事件数量。在硬件、固件和软件方面都将有重大升级，例如在1级（L1）跟踪以及包括MIP定时检测器。L1触发菜单也将被修改，以应对堆积并保持对物理过程的敏感性。在我们的研究中，我们发现通常的1级触发器，主要用于触发提示粒子，在HL-LHC的140 PU环境中对LLP搜索不是很有效，因此需要在LLP菜单中包括专用的L1触发器。我们认为，衰减的LLP到喷气机和开发专用的喷气机触发器使用的轨道信息，如果可用的话，在L1选择LLP事件的区域定时信息。我们表明，在我们的工作中，这些触发器给有希望的结果，在确定LLP事件与中等触发率。
2020-03-09 hep-ex hep-ph
High Level Tracker Triggers for CMS
提出了CMS内部跟踪器中基于3个最内层命中的两种快速触发算法。其中一个算法将在LHC低光度下应用于B衰变通道的选择。针对衰减通道Bs->Ds+pi证明了该算法的性能。第二个算法将用于选择在LHC高亮度的τ-喷流。
2002-03-11 hep-ph
Discovery prospects for long-lived multiply charged particles at the LHC
在这项工作中，我们的目标是提供一个全面的，在很大程度上是独立的模型的前景，以检测在LHC长寿的多电荷粒子的调查。我们考虑自旋为0和$\frac{1}{2}$的粒子，电荷在$1 \le |Q/e| \le 8$范围内，在$SU(3)_C$下是单线态或三线态。这样的粒子可能以粒子-反粒子对的形式产生，并通过探测器传播，或者形成类似于正电子偶素（夸克偶素）的束缚态。我们考虑了这两种可能性，并估计了新粒子的较低质量边界，这可以由ATLAS，CMS和MoEDAL实验在运行3和HL-LHC数据采集期结束时提供。我们发现，ATLAS和CMS的灵敏度一般都比MoEDAL在运行3强，而他们可能是竞争力的$3 \lesssim |Q/e| \lesssim 7$在HL-LHC的所有类型的长寿命粒子，我们考虑。
2022-10-08 hep-ex hep-ph
Searches for strongly-produced SUSY at CMS
本文给出了有色超对称粒子对产生的计算方法。结果涵盖了不同的情况下的胶子和夸克生产，包括模型的分裂超对称预测长寿的胶子，压缩超对称质谱特征的软衰变产物，以及模型与R-宇称违反低或没有丢失的横动量在最终状态。结果是基于质子-质子碰撞记录在$\sqrt{s}=$ 13 TeV的CMS检测器。
2018-11-29 hep-ex hep-ph
Searches for Exotic Phenomena at ATLAS and CMS
大型强子对撞机（LHC）运行在质心能量为$\sqrt{s}$ = 7和8 TeV的质子-质子碰撞运行I。CMS和ATLAS探测器在数据采集期间都收集了大约20个$fb^{-1}$的8 TeV数据。这个以前所未有的能量收集的大型数据集为寻找新物理学提供了理想的机会。在本文中，选择最近的结果，从ATLAS和CMS合作有关搜索奇异现象。这些分析的信号模型包含重共振、暗物质粒子和长寿命粒子。
2014-11-10 hep-ex hep-ph
Exploring Uncharted Soft Displaced Vertices in Open Data
软位移径迹簇对应于暗物质共湮灭机制。特别是，长寿的制度是由未探索的顶级合作伙伴物理学推动的。在这种制度的背景是非常具有挑战性的模型使用传统的模拟方法。我们证明了使用CMS开放数据处理强大的背景的可行性。我们进行这种分析，以寻找压缩和长寿的顶级合作伙伴在8 TeV CMS开放数据事件的积分亮度为11.6 fb $^{-1}$，并获得新的限制。与15-30 GeV的质量分裂之间的顶级合作伙伴和DM候选人，我们排除了顶级合作伙伴的质量低于350 GeV，这是更严格的ATLAS和CMS的结果，使用8 TeV的数据与20 fb $^{-1}$光度。我们的研究还表明，CMS开放数据可以成为一个强大的工具，帮助物理学家探索非传统的新物理，甚至能够直接从数据中推导出奇异信号的新限制。
2021-07-23 hep-ex hep-ph
Searches for supersymmetry in CMS
从CMS搜索超对称粒子的基础上运行2的数据记录在质心能量为13 TeV的结果进行了总结。强和弱生产的超对称性的情况下被认为是。结果包括寻找夸克和胶子，直接生产charginos，neutralinos和slepton。这些搜索涉及最终状态的对象，包括喷流，失去横向动量，电子或μ子，τ或光子，以及长寿粒子。发现这些检索中的数据与标准模型预测一致，未观察到显著过量。各种各样的搜索渠道都对超对称粒子的质量设定了上限。
2021-05-04 hep-ex hep-ph
Prospects for detecting long-lived particles at the Large Hadron Collider
本论文总结了四年的研究，通过四个独立项目调查了LHC上由超对称、跷跷板等BSM模型预测的长寿命粒子的探测前景，并评估了ATLAS、CMS及首次包括的MoEDAL实验对新物理的灵敏度。
2023-10-20 hep-ex hep-ph
LLPNet: Graph Autoencoder for Triggering Light Long-Lived Particles at HL-LHC
针对HL-LHC一级触发系统难以高效筛选低质量长寿命粒子位移事例的问题，提出基于边缘卷积的轻量图自编码器LLPNet，在可容许本底率下实现了显著的信号接收度。
2023-08-25 hep-ex hep-ph
Prospects for discovering supersymmetric long-lived particles with MoEDAL
我们提出了一个研究的可能性，寻找长寿命的超对称合作伙伴的MoEDAL实验在LHC。MoEDAL对高度电离的物体敏感，如磁单极子或大质量（Meta）稳定带电粒子。我们专注于直接检测长寿命的slepton在一个唯象现实的模型，其中涉及一个中间的中性长寿命粒子的衰变链的前景。这种情况还没有被ATLAS或CMS的当前数据排除，并且与天体物理学的限制兼容。使用蒙特卡罗模拟，我们比较了MoEDAL与ATLAS的敏感性，在这种情况下，MoEDAL可以提供发现达到补充ATLAS和CMS，由于宽松的选择标准结合虚拟的背景。值得指出的是，在这种情况下，带电粒子是主要的长寿命候选者，MoEDAL的相关质量范围与超对称性在解释ANITA探测器观测到的异常事件方面的潜在作用是一致的。
2020-05-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Enhanced long-lived dark photon signals at lifetime frontier detectors
本文研究新暗光子模型中隐藏辐射过程对长寿命暗光子信号的增强作用，评估FACET、FASER、MATHUSLA和CMS-MTD等寿命前沿探测器的探测能力，发现该过程显著扩大可探测参数空间，且不同探测器具有互补性。
2023-12-23 hep-ex hep-ph
Revealing the Origin of Neutrino Masses through Displaced Shower Searches in the CMS Muon System
本文重新解释 CMS 缪子系统位移簇射搜索，证明其可在 B−L 与 RHN-EFT 中探测低于 seesaw floor 的长寿命右手中微子，并给出 HL-LHC 灵敏度。
2025-05-12 hep-ex hep-ph
Phenomenology of a Long-Lived LSP with R-Parity Violation
我们提出了领先的实验约束的超对称模型与R-宇称破坏（RPV）和一个长寿的最轻的超伙伴（LSP）。我们认为动机良好的动态RPV的情况下，以及传统的全纯RPV运营商。在自然性的指导下，我们研究了停止，胶子和higgsino LSP的情况下，在每种情况下有几个可能的领先衰变通道。CMS位移dijet和ATLAS多轨位移顶点搜索已经完全重铸，所有切割和顶点重建算法应用。还应用了CMS的重带电稳定粒子搜索。此外，我们认为有代表性的界限提示LSP衰变是直接适用的。我们的主要结果是排除图在$m_{\rm LSP}-τ_{\rm LSP}$平面的各种情况下。我们发现，自然参数空间（$m_{\tilde{t}} <800$ GeV，$m_{\tilde{g}}<1500$ GeV，$m_{\tilde{H}}<800$ GeV）被排除长寿命LSP（$τ_{\rm LSP} \gtrsim 1$ mm）。
2015-05-04 hep-ph
Search for Long-Lived Heavy Neutrinos at the LHC with a VBF Trigger
在大型强子对撞机上，长寿命重中微子的带电电流产生可以利用瞬发带电轻子来触发该过程的测量。然而，为了充分表征重中微子相互作用，还需要探测Higgs或$Z$介导的中性电流产生。在这种情况下，带电轻子是不可用的，因此需要其他的触发手段。在这项工作中，我们探讨的可能性，使用矢量玻色子融合触发器的背景下，GeV规模的I型跷跷板模型。我们考虑一个极小模型，其中希格斯粒子和Z介导的贡献都产生一个重中微子，以及一个扩展模型，其中希格斯粒子可以衰变成两个重中微子。这两种情况下进行测试，通过位移双轻子和位移多轨喷射搜索。
2021-09-06 hep-ph
Potential for probing three-body decays of Long-Lived Particles with MATHUSLA
标准模型的几个扩展预测了长寿命中性粒子（LLNP）的存在，其质量在多GeV范围内，衰变长度为O（100 m）或更长。这些粒子可以在LHC中大量产生，但衰变产物不能用ATLAS或CMS探测器探测到。MATHUSLA是一种安装在ATLAS或CMS附近的大体积表面探测器，旨在探测LLNP的场景，这为解开两体衰变到可见粒子的物理基础提供了良好的前景。在这项工作中，我们专注于LLNP衰变成三个粒子，其中一个是不可见的，这与低尺度超对称性破缺，弱相互作用的暗物质或无菌中微子等场景有关。我们分析了MathusLA前景来区分两体和三体LLNP衰变，以及重建基础模型参数的前景。
2018-12-12 hep-ph
Lepton Number Violation: from $0νββ$ Decay to Long-Lived Particle Searches
我们研究了$0νββ$衰变实验中轻子数破坏的补充检验，在LHC主探测器ATLAS/CMS上的长寿命粒子（LLP）搜索，以及建议的远探测器MATHUSLA。在一个简化的模型与标量双峰$S$和马约拉纳费米子$F$的上下文中，我们表明，虽然$0νββ$ -衰变实验可以探测更大的部分参数空间，LLP搜索可以唯一地探测区域较小的耦合和群众，如果$S$是在TeV规模，而$F$是在或低于电弱规模。我们还调查了现有的搜索，轻子数违反不敏感的参数空间上的约束。
2022-05-31 hep-ex hep-ph
Long-Lived Particle Searches in R-Parity Violating MSSM
本文研究了当超伴体（LSP）是中等长寿命时MSSM R-宇称破坏衰变的约束条件。在这种情况下，LSP顶点位移可以在LHC处观察到。我们计算的RPV汤川耦合的顶点位移签名可能使用的限制。然后，我们使用ATLAS和CMS位移顶点，亚稳定和提示衰变搜索，以排除一个区域的sparticle质量。
2015-09-15 hep-ph
Unravelling the left-right mixing using $0νββ$ decay and collider probes
在最小左右对称模型的背景下，我们研究了当前和未来的无中微子双β（$0νββ$）衰变实验，长寿命粒子搜索在大型强子对撞机的主要探测器ATLAS/CMS，和建议的远探测器MATHUSLA之间的相互作用。重的马约拉纳中微子可以与$W$玻色子衰变产生的非零左右混合的电子相关联，随后衰变为具有相同电荷和喷流的另一个电子。由于大的右手荷电规范玻色子$W_R$质量的抑制，重中微子可能是长寿命的。我们表明，长寿命粒子（LLP）搜索重马约拉纳中微子在同号双轻子通道在大型强子对撞机可以用来扩展$W_R$玻色子的质量范围相对于Keung-Senjanovic（KS）过程的范围。最后，我们表明，在高亮度LHC与主要探测器ATLAS/CMS的LLP搜索的灵敏度与未来的$0νββ$衰变搜索的竞争力。
2022-05-31 hep-ex hep-ph
Supersymmetry searches at ATLAS and CMS
本文综述 ATLAS 与 CMS 利用 LHC 新数据及机器学习等技术，在压缩质量谱、长寿命粒子等非传统情形下拓展超对称搜寻相空间并提高排除上限灵敏度的最新成果。
2025-06-07 hep-ex hep-ph
Measuring Lepton Flavour Violation at LHC with Long-Lived Slepton in the Coannihilation Region
当最轻的slepton（NLSP）和最轻的neutralino（LSP）之间的质量差小于τ质量时，最轻的slepton的寿命相对于其他超对称粒子的典型寿命增加了许多数量级。这些小的质量差异是可能的MSSM，例如，它们对应于共湮灭区的CMSSM为$M_{1/2} \gsim 700$ GeV。在一般的引力介导的MSSM中，最轻的超对称粒子是中性伴子，最轻的slepton的寿命与slepton质量矩阵中代际混合的平方成反比。这样一个长寿的slepton将在LHC中产生一个独特的签名，并且测量其寿命将相对简单。因此，长寿命的slepton方案提供了一个很好的机会，研究轻子味违反ATLAS和CMS探测器在LHC和轻子质量插入边界的改善超过5个数量级将是可能的。
2008-11-05 hep-ph
Conceptual Design Report for the MATHUSLA Long-Lived Particle Detector near CMS
本报告介绍MATHUSLA长寿命粒子探测器概念设计，其位于CMS附近，利用大体积闪烁体跟踪和岩石屏蔽，探测HL-LHC主探测器灵敏度之外一至两个数量级的LLP信号，并展示高信号效率与极低本底。
2025-03-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
SUSY discovery prospects with MoEDAL
我们提出了一个初步的研究，在MoEDAL探测器上寻找大质量长寿命带电粒子的可能性。MoEDAL是敏感的高度电离的对象，如磁单极子或大规模（Meta）稳定的带电粒子，我们专注于后者在本文中。由于MoEDAL的探测器设计完全不同，背景极低，因此在ATLAS和CMS分析长寿命粒子时，不需要触发或减少宇宙射线和洞穴背景。另一方面，MoEDAL需要缓慢移动的粒子，导致对具有通常小的生产截面的大质量状态的敏感性。使用蒙特卡罗模拟，我们比较了MoEDAL与ATLAS/CMS的超对称模型中的各种长寿命粒子的灵敏度，我们寻求一种情况下，MoEDAL可以提供发现达到补充ATLAS和CMS。
2020-09-17 hep-ph
Classical and Hybrid Quantum Machine Learning for Trigger-Like Event Selection on CMS Open Data: An Eight-Qubit, PCA-Constrained Benchmark
University of the Punjab（旁遮普大学）；Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯大学）；Universidad del Bío-Bío（比奥比奥大学）
本研究基于CMS开放数据的类触发二分类任务，对比经典与混合量子机器学习模型的性能，发现8量子比特预算下量子卷积网络表现最优，为量子机器学习在高能物理触发选择中提供了可控参考基准。
2026-08-28 cs.LG hep-ex hep-ph
Long-Lived Staus and Displaced Leptons at the LHC
由于大多数大型强子对撞机的搜索都集中在快速签名上，因此特定的长寿命粒子有可能被ATLAS和CMS系统的新物理程序所忽视。虽然在许多情况下，长寿命的超粒子现在严格限制现有的异国情调的搜索，我们指出，高度动机的规范调解模型与斯塔斯作为次轻超粒子（NLSP）已收到较少的关注。我们重铸大型强子对撞机搜索重稳定带电粒子，消失的轨道，和相反的味道轻子与大碰撞参量，以评估目前的各种光谱，包含一个NLSP状态的约束，并发现部分的参数空间的自然性的动机仍然是实验未探索。我们还注意到目前的实验搜索计划中的一个差距：具有大碰撞参量的相同味道的轻子避开了现有的长寿命物体搜索套件。这一差距尤其值得注意，因为在迅速的新物理搜索中对位移轻子的否决可能会系统地丢弃这些事件。我们讨论了几个有动机的模型，可以表现出相同的味道位移轻子：规范调解与co-NLSP slepton，扩展规范调解，R-宇称违反，和轻子味的暗物质冻结在早期宇宙的物质主导时代。为了解决这一差距，我们提出了一个简单的扩展CMS搜索轻子大碰撞参量，并在13 TeV的项目敏感性，这些情况下。在整个分析过程中，我们强调了几种方法，LHC搜索异国情调的长寿命物体可能会提高他们的灵敏度位移轻子起源于规范调解和超越。
2016-04-14 hep-ph
Probing naturally light singlets with a displaced vertex trigger
我们调查的物理情况下，一个专门的触发器上的低质量，强子位移顶点在高光度LHC，依靠CMS第二阶段的轨道触发。我们估计的触发效率与CMS轨道触发的简化模拟，并表明，L1触发率从假顶点，B介子衰变和二次相互作用与探测器材料可能会降低到kHz的水平与最小的一组削减。虽然这将是一个严峻的实验挑战，实施任何疑问，我们得出结论，位移顶点触发器可以打开定性的新的参数空间的异国情调的希格斯衰变，异国情调的B衰变，甚至直接生产的光共振。我们参数化的物理势的单重标量混合的标准模型希格斯和一个轴子类粒子与胶子耦合，并审查了一些或相关的模型的层次结构和强CP问题，暗物质和重子生成的动机。
2020-12-14 hep-ph
Review of opportunities for new long-lived particle triggers in Run 3 of the Large Hadron Collider
长寿命粒子（LLP）是超标准模型（BSM）物理学的重要研究对象，具有巨大的发现潜力和独特的实验挑战。LLP搜索计划在大型强子对撞机（LHC）运行2期间取得了巨大进展，但信号空间的许多重要区域仍未探索。专用触发器对于提高有限责任合伙搜索的潜力至关重要，其开发和扩展对于充分利用新数据是必要的。因此，在最近的LLP文献中，在LLP@LHC社区研讨会的会议上以及在各自的实验中，对触发器的公开讨论一直是一个相关的主题。本文记录了在这些研讨会上的会谈和讨论中收集的想法，并受益于实验合作中触发社区正在开发的想法。我们总结了各种LLP方案导致高度难以捉摸的信号的理论动机，审查触发器的具体想法，可以大大扩展LHC实验的范围。因此，我们期望这份文件鼓励现象学和实验界进一步思考，作为进一步发展LLP@LHC物理计划的垫脚石。
2021-10-27 hep-ex hep-ph hep-th
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
Searching for axion-like particles with data scouting at ATLAS and CMS
我们调查的物理情况下，一个专门的分子水平的分析非常低的质量双光子共振在ATLAS和CMS，并介绍了一个新的光子隔离标准。这大大提高了对轻粒子的接受度，但代价是标准模型背景稍大。我们展示了这样的分析可能会产生新的实验覆盖率的轴子粒子的质量低于15 GeV，弥合差距的区域覆盖的香料工厂。
2021-12-14 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
Probing a left-right symmetric model from a displaced shower at the CMS muon system
本研究通过CMS缪子系统的位移簇射搜索，在最小左右对称模型中探测长寿命右手中微子，排除了W_R质量低于3.6 TeV（当前）或8.0 TeV（HL-LHC）的区域，并扩展了标量三重态衰变过程的参数空间。
2025-09-11 hep-ph
Electroweak phase transition triggered by a long-lived scalar and LHC searches
Yantai University（烟台大学）
本研究在单态标量扩展标准模型中，通过长寿命标量S实现强一级电弱相变，并利用LHC主探测器及远探测器（如ANUBIS、MATHUSLA）联合搜索，覆盖了$10^{-10}\leq\sin\theta\leq10^{-5}$、$m_S$高达250 GeV的参数空间。
2026-10-27 hep-ph
