Exploring the Hadronic Axion Window via Delayed Neutralino Decay to Axinos at the LHC
在最小超对称标准模型中加入QCD轴子不仅解决了强CP问题，而且用新的暗物质候选者修正了暗区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子，但这项工作的重点是在大型强子对撞机（LHC）上可以检测到轴子的超伙伴，轴子，在从主顶点位移的中性伴子的衰变中。特别是，我们专注于强子轴子窗口内的KSVZ axino。在这种情况下，中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器，预计在14 TeV的LHC可测试。我们比较这个签名的位移衰变axinos其他动机良好的情况下，包含一个长寿命的中性伴子内的检测器衰变。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名，并在何种程度上，他们是可区分的讨论。我们也简要地评论这样一个场景的宇宙学可行性。
2015-12-21 hep-ph
Production of axionlike particles in $PbPb$ collisions at the LHC, HE -- LHC and FCC: A phenomenological analysis
考虑到大型强子对撞机（LHC）下一轮运行的能量以及未来高能LHC（HE-LHC）和未来圆形对撞机（FCC）的能量，研究了超周边$PbPb$碰撞（UPHIC）中类轴子粒子（ALP）的产生.假设四种不同的组合ALP质量和耦合和典型的排他性削减中央和前向检测器，我们估计的横截面和不变的质量，快度，横向动量和{共面}分布与双光子的最终状态中产生的$γγ\rightarrow a \rightarrow γγ$子过程。对背景进行了详细的分析。我们表明，背景可以大大减少排他性削减和前向检测器，作为LHCb，是理想的探测小质量的ALP。最后，我们的结果表明，未来的实验分析的双光子末态在UPHIC可以探测类轴子粒子的存在和性质。
2020-02-12 hep-ex hep-ph
Exploring Axion-Like Particle Couplings through Single Top $tW$-Channel and Top Pair Production at the LHC
本文利用LHC Run II顶夸克对自旋关联数据，通过单顶夸克tW道与顶夸克对产生过程约束轻类轴子粒子与顶夸克、胶子及W玻色子的耦合，并与圈诱导及B介子衰变间接限制比较，给出二维耦合限制。
2024-10-24 hep-ph
Photon-jet events as a probe of axion-like particles at the LHC
类轴子粒子（ALP）是标准模型（SM）的许多扩展预测。当ALP的质量在MeV到GeV的范围内时，宇宙学和天体物理学将在很大程度上无关紧要。在这项工作中，我们调查这样的光ALP通过ALP-strahlung过程$pp \to V a (\to γγ)$在14 TeV的LHC与3000 fb的积分亮度光度$^{-1}$（HL-LHC）。与光子射流算法，我们表明，我们的方法可以探测的质量范围的ALP，这是无法访问以前的LHC实验。在0.3GeV ~ 10 GeV的ALP质量范围内，所得到的结果可以超过现有的ALP-光子耦合极限。
2021-10-26 hep-ex hep-ph
The High Quality QCD Axion and the LHC
QCD轴子为强CP问题提供了一个优雅的解决方案。虽然最小的实现是容易受到所谓的“轴子质量问题”，我们将考虑一个更强大的实现中存在的镜像扇区相关的标准模型（软破）$\mathbb{Z}_2$对称。我们指出，由此产生的“重”轴子，同时满足所有的理论和观测约束，有一个大的和未知的参数空间，使其能够在大型强子对撞机探测作为一个长寿粒子（LLP）。小定义的轴子耦合到胶子的结果在一个具有挑战性的强子衰变信号，我们认为可以区分对这样一个长寿命的制度的背景下，然而，同样的耦合允许在强子对撞机由于大胶子部分子光度足够的生产。我们的研究为加速器可观测的轴子开辟了一个新的窗口，更一般地说，是单独产生的LLP。
2019-11-27 hep-ex hep-ph
Probing MeV to 90 GeV axion-like particles with LEP and LHC
类轴子粒子（ALP），相对较轻的（伪）标量耦合到两个规范玻色子，是标准模型的许多扩展的共同特征。到目前为止，在MeV到10 GeV范围内对这种粒子的灵敏度存在差距。在本说明中，我们表明，LEP数据$Z\toγγ$衰变提供了显着的限制，在这个范围内（实际上高达$Z$ -质量）。我们还讨论了LHC和未来对撞机的敏感性。特别是LHC在用$m_{3γ}\approx m_{Z}$在$pp \to 3 γ$沟道中搜索具有$4 \lesssim m_a \lesssim 60$ GeV的赝标时显示出有希望的灵敏度。
2015-09-01 hep-ex hep-ph
750 GeV Composite Axion as the LHC Diphoton Resonance
我们建议，750 GeV的共振，大概观察到在早期的大型强子对撞机运行2的数据，可能是一个沉重的复合轴子，结果从凝聚的一个假设的夸克在一个高的颜色表示的传统QCD。该模型的动机是最近提出的强CP问题的解决方案，是非常经济的，基本上是由额外的夸克的属性-它的色荷，超荷和质量定义的。轴子质量和它与两个光子的耦合（通过轴向异常）可以根据这些参数计算。轴子主要通过光子融合（$γγ\to {\cal A}$）产生，随后是$ Z $载体玻色子融合和在LHC的相关产生。我们发现轴子的总双光子截面可以用观测到的过剩量来拟合。结合对截面的要求，使其再现双光子过剩事件，与总宽度（$Γ_{tot} \leqslant 45$ GeV）的界限，我们得到的有效耦合范围$1.6\times 10^{-4}$ GeV $^{-1}\gtrsim C_{\cal A} \gtrsim 6.5\times 10^{-5}$ GeV $^{-1}$。在允许的耦合的这个窗口内，该模型有利于窄宽度共振和$ y_{Q}^2 \sim \mathcal{O}(10)$。此外，我们观察到，相关的生产$q\bar{q} \to {\cal A}γ\to γγγ$可能会产生相当数量的三光子事件在未来的LHC和$ e^{+} e^{-} $对撞机。然而，稀有衰变$Z\to\mathcal{A}^*γ\to γγγ$被发现太小，无法在大…
2016-04-11 hep-ph
Searching for axion-like particles with proton tagging at the LHC
类轴子粒子（axion-like particle，ALP）的存在会引起光的反常光的散射。这个过程可以在大型强子对撞机上探测，在质子-质子碰撞中，通过使用前向质子探测器标记幸存的质子来独家产生光子对。使用一个详细的模拟，我们估计预期的ALP-光子耦合的范围很广的质量。我们表明，建议的搜索是竞争力和互补的质量超过600 GeV的其他对撞机的界限，特别是共振ALP生产之间的600 GeV和2 TeV。我们的结果也是有效的CP偶标量，和搜索的效率是独立的ALP的宽度。
2018-03-28 hep-ph
Probing the Axion--Photon--Dark Photon Interaction with LHC Mono-Photons and Fermi-LAT Gamma-Ray Lines
National Taiwan Normal University（台湾师范大学）；Sichuan University（四川大学）；National Center for Theoretical Sciences, National Taiwan University（台湾大学理论科学中心）；Phenikaa Institute for Advanced Study, Phenikaa University（菲尼亚卡大学先进研究院）
该研究结合LHC单光子数据与费米-LAT伽马射线线搜寻，探测轴子-光子-暗光子相互作用，得到相关耦合常数排除限，发现HL-LHC可进一步提升灵敏度，且联合约束可排除对应基准范围内的热 relic 轴子。
2026-10-16 hep-ph
Supersymmetry and Dark Matter post LHC8: why we may expect both axion and WIMP detection
在后LHC 8时代，人们认为超对称模型参数空间的剩余部分在EW扇区（EWFT）中得到了高度微调。我们讨论了如何传统的措施高估超对称理论的EWFT。辐射驱动的自然超对称性（RNS）模型保持了超对称性大统一理论的范式，EWFT较低，约为10%，但其特征是轻希格斯~100-300 GeV，弱相互作用暗物质热丰度不足。对强CP问题实施超对称DFSZ解决方案可以解释小μ参数，但表明暗物质应该主要由轴子和少量类似希格斯诺的WIMP混合组成。虽然RNS可能逃脱LHC 14的搜索，但我们希望最终能直接检测到WIMP和轴子。一台能量为\sqrt{s} ~ 500-600 GeV的e^+e^-对撞机应该能对预言的轻希格斯玻色子进行彻底的搜索。
2013-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Gauge-boson Couplings of Axion-like Particle at the LHC and High-Luminosity LHC
本文计算了 LHC 及高亮度 LHC 上通过 Za 和 W±a 伴随产生过程探测类轴子粒子规范玻色子耦合的灵敏度，表明在 1-100 GeV 质量范围内可将耦合约束至 10^-4 GeV^-1 水平。
2024-05-07 hep-ph
Tracking axion-like particles at the LHC
众所周知，在大型强子对撞机上很难探测到衰变为光子对的高强度轴子状粒子。仅使用电磁量热计信息不能单独重建准直的衰变光子，使得信号与背景的区别较小。在这篇文章中，我们提出了一个搜索策略来解决这个问题，利用一小部分衰变光子在跟踪探测器内转换成电子-正电子对的事实。由此产生的轨迹可以以高分辨率分辨，从而允许分离两个准直光子并分辨移位的衰变顶点。为了证明这种方法的有效性，我们将其应用到具有挑战性的MeV-GeV范围内通过矢量玻色子融合产生的ALP。我们发现，这样的搜索可以给未经测试的参数空间的敏感性。
2023-02-23 hep-ex hep-ph
Stuckelberg Axions and the Effective Action of Anomalous Abelian Models 2. A SU(3)_C x SU(2)_W x U(1)_Y x U(1)_B model and its signature at the LHC
我们详细阐述了标准模型的一个扩展，它的规范结构被单个反常U（1）放大，其中Wess-Zumino项的存在是由弦论的Green-Schwarz机制激发的。额外的规范相互作用是反常的，需要一个轴子来抵消反常。赝标量实现了施托克堡机制，并与标准希格斯扇区混合，使额外的U（1）质量。我们考虑一个2-Higgs双重态模型。我们表明，涉及中性电流的异常有效顶点是潜在的观察。我们澄清他们的作用的情况下，简单的过程，如$Z^*\to γγ$，这是在方差方面的标准模型。这些研究的LHC的影响进行了简要的讨论。
2007-08-27 hep-ph
Probing axion-like particles with $γγ$ final states from vector boson fusion processes at the LHC
我们进行了一个可行性研究，以寻找类轴子粒子（ALP）使用矢量玻色子融合（VBF）过程在大型强子对撞机。我们工作在一个有效场理论框架与截止尺度$Λ$和ALP质量$m_{a}$，并假设ALP耦合到强度为$\propto 1/Λ$的光子。假设质子-质子碰撞在$\sqrt{s} = 13$ TeV，我们提出的总VBF ALP生产截面，ALP衰变宽度和寿命，以及相关的运动学分布作为一个函数的$m_{a}$和$Λ$。我们认为$a\toγγ$的衰变模式表明，一个充满活力的双光子对结合两个大的双喷流质量和赝快度分离的前向喷流的要求可以显着降低标准模型的背景，导致$5σ$发现达到$10 \text{ MeV} \lesssim m_{a} \lesssim 1$ TeV与$Λ\lesssim 2$ TeV，假设一个集成的光度为3000 fb $^{-1}$。特别是，这将LHC的灵敏度扩展到ALP参数空间的先前未研究的区域。
2021-01-26 hep-ph
SUSY dark matter and the LHC
弱尺度超对称性是标准模型的一个非常有意义的扩展，它有很强的数据支持。它提供了几个可行的暗物质候选者：最轻的中性伴子（WIMP），引力伴子和轴子/轴伴子超多重态。LHC即将启动在大型强子对撞机上发现的超对称性将大大有助于建立暗物质的性质。我提出的论点，为什么主要是轴子冷暗物质是一个更好的适合超对称模型比neutralinos。我还认为，基于SO（10）和混合轴子/轴子冷暗物质的汤川统一超对称大统一理论是非常令人信服的，并提出了在大型强子对撞机上产生胶子对的独特特征。
2009-12-04 hep-ph
Diffractive and photon-induced processes at the LHC: from the odderon discovery, the evidence for saturation to the search for axion-like particles
The University of Kansas（堪萨斯大学）
本文探讨了Odderon的发现、 jets测量与饱和现象之间的差距，以及超出标准模型物理和光子相互作用中轴子类粒子的产生。
2026-03-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
Looking for new strategies to probe low mass axion-like particles in ultraperipheral heavy-ion collisions at the LHC
本文提出在LHC超外围PbPb碰撞中利用LHCb和ALICE实验，通过要求衰变顶点在初级顶点区域外来识别长寿命低质量类轴子粒子，并给出其运动学分布与基准截面预测。
2025-01-23 hep-ex hep-ph
Detecting an axion-like particle with machine learning at the LHC
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）出现在各种新的物理模型中，具有自发的全局对称性破缺。当ALP的质量在MeV到GeV的范围内时，宇宙学和天体物理学的边界到目前为止相当弱。在这项工作中，我们调查这样的轻ALP通过ALP-strahlung生产过程$pp \to W^\pm a, Z a$与顺序衰减$a \to γγ$在14 TeV的LHC与3000 fb的积分亮度光度$^{-1}$（HL-LHC）。基于使用热量计塔作为图像的像素并将射流测量为图像的射流图像的概念，我们研究了基于卷积神经网络（CNN）的机器学习技术的潜力，以识别衰减为一对高度准直光子的高度增强的ALP。利用CNN标记算法，我们证明了我们的方法可以扩展当前LHC的灵敏度，并探测0.3~GeV到5~GeV的ALP质量范围。得到的界限是强于现有的限制ALP光子耦合。
2021-11-06 hep-ex hep-ph
Non-Resonant Searches for Axion-Like Particles at the LHC
我们提出了一个新的碰撞探测器的轴子样粒子（ALP），更一般的伪戈德斯通玻色子：非共振搜索，利用其与标准模型粒子的相互作用的衍生性质。ALP可以作为离壳介体参与LHC等对撞机上$2 \to 2$散射过程的$s$通道。我们通过使用Run 2 CMS公共数据推导ALP耦合到规范玻色子的新限制来增强这种新型搜索的能力，通过过程$p p \to Z Z$，$p p \to γγ$和$p p \to j j$，探测ALP参数空间中以前未探索的区域。此外，我们提出了未来的非共振搜索涉及ALP耦合到其他电弱玻色子和/或希格斯粒子。
2019-09-10 hep-ex hep-ph
The photo-philic QCD axion
我们提出了一个框架，其中的QCD轴子有一个指数大的耦合光子，依赖于“发条”机制。我们讨论了目前和未来的轴子实验的模型的参数空间的影响。除了轴子之外，该模型还预测了大量的伪标量，它们可以在LHC上轻而可观察。在最有利的情况下，轴子暗物质将在多个轴子检测实验中给出信号，并且将在LHC中发现伪标量，从而允许确定模型的大部分参数。
2017-01-30 astro-ph.CO hep-ph
The LHC as an Axion-Photon Collider
本文提出将LHC作为ALP对撞机，研究质子-离子超外围碰撞中的ALP-光子碰撞，发现其能有效探测ALP与第三代费米子的耦合，并建议利用2016年pPb数据集寻找相关证据。
2025-10-31 hep-ph
Constraining R-axion models through dijet searches at the LHC
在强子对撞机上寻找新的100 GeV的大质量共振，有效地耦合到色态是一个非常具有挑战性的问题，主要是由于在这个能量下存在大的QCD多喷流背景，使得在LHC上的搜索特别困难。最近，人们意识到，这些大的背景可以克服要求一个高$p_T$喷流从初始状态辐射（ISR）和通过新的喷流重建技术，通过该技术产生的强子化产品的大规模共振重建为脂肪喷流，一个独特的大半径喷流。ATLAS和CMS合作组织最近报告了对与ISR喷气机相关的单个脂肪喷气机的实验特征的搜索。动力学超对称性破缺与R对称性自发破缺的模型会产生一种称为R-轴子的伪南布-戈德斯通玻色子，它自然倾向于轻。在参数空间区域，异常的R-轴子耦合胶子的提升，这些模型可以测试对这些新的LHC dijet搜索。考虑到CMS搜索，我们将$q_μ$统计方法应用于信号事件对仅背景期望，得到95% C. L.对于特定信使扇区，即R-轴子质量$m_a$、衰减常数$f_a$和颜色信使$N$的数量，对最相关的模型参数的排除限制，这些限制适合于应用于具有轴子样粒子的更一般的模型。
2019-01-06 hep-ex hep-ph
Nonresonant Searches for Axion-Like Particles in Vector Boson Scattering Processes at the LHC
我们提出了一个新的搜索类轴子粒子（ALP），针对矢量玻色子散射（VBS）过程在大型强子对撞机。我们认为非共振ALP介导的VBS，其中ALP作为脱壳介质参与。每当ALP太轻而不能共振产生时，这个过程就会发生，它利用了ALP与电弱标准模型玻色子相互作用的衍生性质。我们研究了与两个喷注相关的具有大的二玻色子不变质量的$ZZ$、$Zγ$、$W^\pm γ$、$W^\pm Z$和$W^\pm W^\pm$对的产生。在规范不变的框架下工作，ALP耦合到电弱玻色子的上限是从运行2公共CMS VBS分析的重新解释。ALP耦合$ZZ$，$Zγ$和$W^\pm W^\pm$对推断的约束是非常有竞争力的ALP群众高达100 GeV。它们的优点是不依赖于ALP与胶子的耦合和ALP的衰变宽度。还计算了LHC运行3和HL-LHC的简单预测，展示了ATLAS和CMS未来专用分析的能力。
2022-05-18 hep-ex hep-ph
A Decommissioned LHC Model Magnet as an Axion Telescope
双孔径LHC偏转磁体的8.4特斯拉、10米长的横向磁场可用作宏观相干太阳轴子-光子转换器。数值计算表明，与太阳对准的综合时间将是每年33天的跟踪表上的磁铁能够$\pm 5^o$在垂直方向和$\pm 40^o$在水平方向。现有的轴子-光子耦合常数的下限可以在3年内提高50到100倍，即，$g_{aγγ} \lesssim 9\cdot 10^{-11} GeV^{-1}$，用于轴子质量$\lesssim$ 1 eV。该值落在现有的开放轴子质量窗口内。同样的装置可以同时搜索低能量和高能量的天体轴子，或类似轴子的粒子，在地球旋转和绕太阳旋转时扫描天空。
1999-01-22 astro-ph hep-ex hep-ph
New Collider Searches for Axion-like Particles Coupling to Gluons
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）是一种伪南武-戈德斯通玻色子，它与标准模型的许多扩展中出现的自发破缺的全局对称性有关。假设最一般的有效拉格朗日到5维运营商的ALP与SM领域的相互作用，我们调查的LHC 13的ALP生产与双喷气机的敏感性的第一次。这项研究的重点是光ALP，在检测器上显示为不可见的粒子。执行一个现实的检测器模拟和部署一个多变量的技术，以最好地区分信号从背景中，我们设置预期的上限ALP耦合胶子。一套全面的背景过程被认为是，它表明，这个过程提供了显着的敏感性ALP-胶子耦合和由此产生的绑定是更严格的比那些已经在大型强子对撞机。我们还提出了HE-LHC 27和FCC-hh 100的前景，并表明这些未来的对撞机能够将LHC的限制提高大约一个数量级。
2020-12-05 hep-ph
Constraining axion-gluon coupling in monohadron processes
本文通过LHC超周边AA碰撞和pp碰撞中轴子与ρ^0介子伴随产生的单强子末态，直接约束轴子-胶子耦合，并得到与单喷注过程相当的排除极限。
2024-09-06 hep-ph
Distinguishing Little-Higgs Product and Simple Group models at the LHC and ILC
我们提出了一种方法来区分小希格斯模型的两个基本变体，产品组和简单组模型，在下一代的对撞机。它依赖于小希格斯模型中存在的轻赝标量粒子（赝轴子）与Z和希格斯玻色子的特殊耦合，这只存在于简单群模型中。我们讨论了对撞机现象的伪轴子在LHC，在那里的共振生产和衰变的希格斯粒子或伪轴子诱导的耦合的存在下，可以观察到大部分的参数空间。所有允许的参数范围，包括在LHC中可观测性有限的区域，都由未来的ILC覆盖，其中双标量产生将是寻找的黄金通道。
2006-09-12 hep-ph
Precise tests of the axion coupling to tops
本文通过计算LHC顶夸克对产生中类轴子粒子至单圈阶的效应，并与精确测量对比，约束了质量低于顶-反顶阈值的轴子-顶夸克耦合，结果适用于DFSZ型等模型。
2024-06-07 hep-ex hep-ph
A new calculation of semi-exclusive axion-like particle production at the LHC
我们提出了一种新的计算轴子样粒子（ALP）生产的半排他性光子引发（PI）通道，即无论是与完整的传出质子或快度差距存在于最终状态，并与碰撞LHC质子之间没有颜色流。这是第一个完整的治疗这个过程中，占质子解离的可能性和生存因子的概率没有额外的质子-质子相互作用，包括其运动学和过程的依赖性。我们提出了预期的事件收益率的情况下，一个或两个质子被要求注册在前向质子探测器安装在与ATLAS和CMS。我们发现，这个过程可以是敏感的ALP质量和ALP光子耦合，特别是在中间质量区域目前未探测的区域。我们的计算在公开可用的SuperChic 4 Monte Carlo（MC）生成器中提供，并且可以传递到通用MC以进行最终状态的淋浴和强子化。
2023-02-22 hep-ex hep-ph
Extending preferred axion models via heavy-quark induced early matter domination
本文研究了KSVZ型轴子模型中重夸克引发的早期物质主导阶段，发现其允许高达维度9的有效衰变项，将暗物质轴子质量窗口扩展数个数量级至极低质量，且无需微调初始失准角，为未来轴子haloscope实验提供了理论支持。
2023-10-24 astro-ph.CO hep-ph
Quark flavor violation and axion-like particles from top-quark decays at the LHC
本研究在LHC框架下探讨了具有夸克味破坏耦合的类轴子粒子（ALPs），通过顶夸克衰变产生长寿命ALPs并衰变为喷注，利用ATLAS搜索数据设定限制并预测HL-LHC将提升灵敏度。
2024-07-27 hep-ex hep-ph
Probing the Interactions of Axion-Like Particles with Electroweak Bosons and the Higgs Boson in the High Energy Regime at LHC
本文基于LHC Run 2非共振高动量转移过程，在线性与非线性电弱对称性破缺框架下约束ALP与电弱玻色子及Higgs的耦合，并用梯度提升决策树提升HL-LHC探测显著性。
2024-04-08 hep-ph
Supersymmetric Axion-Neutrino Model with a Higgs Hybrid
在2001年，一个超对称模型被提出来将轴子尺度与中微子质量跷跷板联系起来。虽然这种情况是现实的，但与这种机制相关的粒子要么太重，要么耦合太弱，以至于无法观察到（除了轴子本身或可能的axino）。该模型的一个变化，在这里提出了允许显着混合的希格斯玻色子玻色子与一个新的单态相关的saxion（标量合作伙伴的赝标量轴子），使其有可能被观察到在大型强子对撞机（LHC）。随着奇异色超场的加入，这也成为如何在LHC中抑制或增强这种希格斯混合体的产生的具体实现，这与正在进行的寻找希格斯玻色子玻色子的实验努力非常相关。
2012-05-04 hep-ph
Prospects for Beyond the Standard Model Physics at the Start of the LHC13 era
随着希格斯玻色子的发现和超对称粒子的有力证实，再加上新粒子的不出现，导致了明显的自然性危机。我们认为，危机源于对微调的高估。一个适当的评估自然超对称性导致轻希格斯玻色子与质量mu~ 100-300 GeV，而其他sparticles可能居住在多TeV的范围内，几乎没有成本的自然性。在LHC 13中可能会出现一些特殊的特征，如在胶子对事件中的双轻子质量边和来自维诺对的同号双玻色子。\sqrt{s} >2 μ的ILC将在MSSM中进行自然性的确定性测试。QCD扇区的自然性要求轴子导致混合轴子-WIMP暗物质。电弱自然性与产生μ ~ f_a^2/M_P参数的类DFSZ超对称轴子扇区之间有着深刻的联系。最终，我们期望在吨级DM探测器上探测到类似希格斯诺的WIMP，并在ADMX上探测到DFSZ型轴子。
2015-11-16 hep-ph
Inverse Primakoff Scattering as a Probe of Solar Axions at Liquid Xenon Direct Detection Experiments
我们表明，XENON 1 T和未来的液体氙（LCED）直接检测实验是敏感的轴子通过标准的$g_{aγ}aF\tilde{F}$运营商由于逆Primakoff散射。这个以前被忽略的通道显著地提高了对轴子-光子耦合的灵敏度，对于质量高达keV的轴子，其范围延伸到$g_{aγ} \sim 10^{-10}$ GeV $^{-1}$，从而延伸到更重的QCD轴子模型的区域。这一结果修改了解释XENON 1 T过剩所需的耦合太阳轴子，打开了一个大区域的$g_{aγ}$ - $m_a$参数空间，这是不排除的CAST日光镜实验和减少与天体物理约束的紧张局势。我们探讨了太阳轴子的灵敏度，未来几代的LREX探测器，可以超过未来的日光镜实验，如IAXO，参数空间的一个大区域。
2021-03-01 hep-ph
Constraining off-shell production of axion-like particles with $Zγ$ and $WW$ differential cross-section measurements
本文描述了在大型强子对撞机（LHC）上寻找低质量类轴子粒子（ALP）的过程。如果ALP是在大型强子对撞机上通过胶子-胶子融合产生的，并衰变为玻色子，那么测量到的双玻色子截面的能量依赖性将不同于标准模型的预期。由ATLAS合作测量的$WW$和$Zγ$的微分截面被解释为限制ALP耦合到$W$ -，$Z$ -玻色子和光子假设胶子-胶子-融合生产。
2021-11-26 hep-ex hep-ph
Probing flavoured Axions in the Tail of $B_q \to μ^+μ^-$
我们讨论了如何收集的LHC双μ子数据研究$B_q \to μμ$可以用来约束轻粒子的味道违反耦合$b$ -夸克。我们以味QCD轴子$a$为例，计算了运动学端点附近的$B_q \to μμa$和SM背景过程$B_q \to μμγ$的衰变率.这些速率取决于具有壳层上或壳层外光子的非微扰$B_q \to γ^{(*)}$形状因子。壳外的形状因子-相关的通用搜索超越SM粒子-在充分的一般性讨论和计算QCD求和规则的第一次。根据这些结果，我们分析了现有的LHCb数据，以获得当前和未来运行中对$B_q \to μμa$的灵敏度。我们发现，完整的LHCb数据集单独将允许探测轴子耦合尺度的顺序$10^6$ GeV的$b\to d$和$b \to s$过渡。
2021-08-28 hep-ph
Probing ALP-Sterile Neutrino Couplings at the LHC
在这项工作中，提出了探测类轴子粒子（ALP）的一个被忽视的方面-它们与无菌中微子的潜在耦合-的前景。我们发现，单光子搜索有可能限制ALP耦合到无菌中微子时，一个新的重标量提升ALP衰变产量。工作在一个有效场论（EFT）的方法，我们扫描的参数空间，以建立达到13 TeV的大型强子对撞机探测这种耦合。我们发现区域的参数空间规避几个实验的限制，可以在大型强子对撞机探测。此外，大型强子对撞机和各种寻找轴子和ALP的实验之间的互补作用，可以预期的模型，其中ALP与不育中微子相互作用。我们还提出了一个模型的UV实现具有轴子状粒子，一个重标量和不育中微子，其参数由我们的EFT方法跨越。所提出的模型包含一种类型的跷跷板机制，用于产生质量的活性中微子，以及涉及高能量尺度的自发破缺的全球对称性与ALP的不育中微子。该模型的一些基准点可以在具有300 fb $^{-1}$的13 TeV LHC上发现。
2020-08-17 hep-ph
Precision prediction of a democratic up-family philic KSVZ axion model at the LHC
本文研究扩展KSVZ轴子模型中矢量样夸克与暗物质的民主型汤川耦合，结合NLO-QCD修正和Pythia8簇射，通过LHC上boosted顶夸克对加大横动量缺失信号的多变量分析探索模型参数空间。
2025-01-01 hep-ph
Searching for heavy neutral leptons coupled to axion-like particles at the LHC far detectors and SHiP
本文研究了隐扇区模型中类轴子粒子衰变产生的长寿命重中性轻子，评估了LHC远探测器和SHiP的探测灵敏度，发现这些实验能大幅拓展活性-惰性中微子混合参数的探测范围。
2025-01-28 hep-ex hep-ph
Searching for an Axion-like Particle at the Large Hadron Collider
类轴子粒子是反常规范理论谱的重要组成部分，涉及规范反常的修正抵消机制。其中有交叉膜模型，其特征是存在一个物理轴子。我们综述了最近的研究，他们的超对称结构和一些LHC研究的生产率的规范轴子。
2009-05-27 hep-ph
Extending the sample of core-collapse supernovae for searches of axion-like-particle induced gamma-ray bursts with the Fermi LAT
在核心坍缩超新星（SN）中，类轴子粒子（ALP）可以通过Primakoff过程产生，随后在银河系的磁场中转化为伽马射线。我们利用一个在可见光波段的河外超新星样本，估计了核心坍缩的时间，并利用费米大天区望远镜（LAT）寻找一个符合的伽马射线暴。假设LAT视野内至少包含一个SN，我们排除了SN 1987 A中先前限制的$\sim$ 5倍内的光子-ALP耦合。随着越来越多的SNe观测光学调查，我们的研究结果表明，探测ALP暗物质结合光学和伽马射线观测的潜力。我们还提供了估计爆炸时间的15个近距离SNe最近观察到的ZTF的初步结果。我们的研究结果表明，爆炸时间可以在一天内估计（仅统计不确定性），使其成为后续LAT分析的有希望的目标。
2021-08-04 astro-ph.HE hep-ph
ALP-ine quests at the LHC: hunting axion-like particles via peaks and dips in $t \bar{t}$ production
本文研究LHC在$t\bar{t}$末态中搜寻ALP，利用不变质量谱和自旋角关联区分一般ALP与顶圈诱导赝标量，并给出当前及高亮度LHC的限制与前景。
2025-01-07 hep-ph
Searching for axion-like particles with ultra-peripheral heavy-ion collisions
我们表明，超周边重离子碰撞在大型强子对撞机可以用来寻找质量低于100 GeV的类轴子粒子。来自离子的$Z^4$增强的光子-光子亮度提供了大的排他性产生速率，具有背靠背光子的共振对的特征，并且在检测器中没有其他活动。此外，我们提出了新的和更新的限制，从重铸多光子搜索在LEP II和大型强子对撞机，这是更严格的比目前在文献中的质量范围为100兆电子伏至100 GeV。
2017-05-04 hep-ex hep-ph
Pseudo-axions in Little Higgs models
小希格斯模型有一个扩大的整体对称性，这使得希格斯玻色子玻色子成为一个伪戈德斯通玻色子。这种对称性通常包含自发破缺的U（1）子群，它们提供了轻的电弱单重态伪标量。除非这些粒子作为$Z'$态的纵向分量被吸收，否则它们在电弱标度的物理谱中表现为伪标量。我们概述了它们对小希格斯现象学的重大影响，并详细分析了LHC和其他未来对撞机的一些可能的签名。特别是，它们的存在显著影响了小希格斯模型中预测的新重夸克态的物理学，LHC的包容性生产可能会产生令人印象深刻的双光子共振。
2008-05-31 hep-ph
New Probes for Axion-like Particles at Hadron Colliders
在标准模型的许多扩展中，类轴子粒子（ALP）都是由自发的全局对称性破缺产生的。在本文中，我们发现ALP（$a$）模型参数的界限在大型强子对撞机从ALP产生与一个光子和喷流（$j+γ+a$）以及单顶和顶夸克对（$t+j+a$，$t\bar{t}+a$）在一个独立的方法。特别是，它示出的ALP生产与光子加喷流在大型强子对撞机是一个有前途的通道，具有显着的灵敏度探测ALP耦合到胶子和电弱规范玻色子。在高亮度LHC的前景，包括一个现实的探测器模拟和堆积效应。此外，ALP模型的检查，通过其贡献的顶夸克（色）磁偶极矩。结果表明，顶夸克磁偶极矩和色磁偶极矩使我们能够同时探测ALP与顶夸克和规范玻色子的耦合。的约束是互补的，从直接搜索获得的，因为它们是敏感的光ALP。
2019-03-17 hep-ph
Searching for long-lived axion-like particles via displaced vertices at the HL-LHC
Liaoning Normal University（辽宁师范大学）
本文研究了HL-LHC通过位移顶点信号探测长寿命轴子类粒子的可能性，分析了两种信号类型并给出了灵敏度范围。
2026-01-08 hep-ph
New Axion Searches at Flavor Factories
我们评估的影响，在香料工厂搜索新的中性共振耦合到光子和胶子。这些都是很好的动机“重轴子”解决方案的强CP问题和框架解决这两个暗物质和希格斯层次问题。我们使用LHCb的公共双光子数据周围的Bs质量，以获得目前最好的限制，这些共振的质量在4.9和6.3 GeV之间。我们估计，未来的LHCb专用搜索将测试一个轴子衰变常数O（TeV）的轴子质量在几个到几十个GeV，是完全互补的低质量的ATLAS和CMS搜索。我们还得到了BABAR搜索的基础上的Uppermandy衰变和未来的美女-II达到的影响。
2019-01-23 hep-ex hep-ph
Probing axion-like particles coupling to gluons at the LHC
假设ALP只与胶子耦合，它们可以通过$p p \to a j$过程产生，并在大型强子对撞机上衰变为两个喷流。当耦合参数$C_{\tilde{G}} / f_a$较小时，ALP的寿命可以足够长，导致位移的末态喷流。在本文中，我们考虑的信号，包括及时和长寿的情况下，通过采用专门的Delphes模块来处理流离失所的喷气机的ALP。在检测器级别生成和模拟相关背景过程，并执行基于机器学习的多变量分析，以区分信号和背景事件，并实现最佳灵敏度。基于这项研究积累的数据，我们预测的预期上限$C_{\tilde{G}}/f_a$的ALP质量$m_a$在5 $-$ 2300 GeV的范围内，在2-，3-和5- $σ$的意义在高亮度LHC与14 TeV的质心能量和3 ab $^{-1}$集成光度。在$C_{\tilde{G}}/f_a$和$m_a$跨越的参数空间中的巨大的以前未探测的区域进行探测，并发现在2- $σ$意义上的$C_{\tilde{G}}/f_a$的最佳上限是$1.0 \times 10^{-2} \,\, {\rm TeV^{-1}}$周围的$m_a \sim 500$ GeV。ALP质量重建从运动学的最终状态喷流，我们发现，它是可测量的，在这种方法时，$m_a$是低于约1 TeV的HL-LHC。系统的不确定性和验证的EFT框架的影响也检查和讨论。
2022-07-29 hep-ph
The Search for Extra Neutral Currents at the LHC: QCD and Anomalous Gauge Interactions
扩展的标准模型额外的中性电流，由于额外的异常阿贝尔规范因素被认为是。我们总结了与这些理论相关的有效行动的主要特征。它们的特征是一个类轴子粒子（{ \em axi-higgs}），它可以（几乎）无质量，其质量在QCD真空中产生，就像普通的Peccei-Quinn轴子一样，但它也可以与希格斯扇区的标量混合，成为重轴子。我们简要地描述了在这些类型的理论，出现无论是从特殊的真空弦/膜理论，从部分解耦的较重的费米子部门或从异常流入的背景下，额外的维度模型的电弱和QCD部门之间的相互作用。
2007-09-14 hep-ph
Signatures of HyperCharge Axions at Contemporary and Future Colliders
本文研究了对撞机中超荷轴子（HCA）的可能探测。HCA是一种假想的赝标量，它与弱超荷拓扑密度耦合，并可能解释在可观测宇宙中物质对反物质的主导地位。如果HCA存在，它可以在对撞机中通过矢量玻色子融合或与光子或Z玻色子结合产生，并通过寻找其衰变为光子或Z玻色子来检测。我们发现，对于某些值的HCA质量和耦合尺度，无论是TeV的顺序，现有的数据从大型强子对撞机（LHC）已经可以把有趣的限制，并在未来的对撞机，如高亮度LHC，可访问的检测范围显着增加。
2018-04-17 hep-ex hep-ph
New Higgs decays to axion-like particles
我们研究了光标量与希格斯玻色子和第二代费米子的相互作用，这些相互作用触发了希格斯玻色子衰变为$4μ$，$2μ2γ$，$6μ$和$4μ2j$的新的罕见衰变。我们重铸目前的大型强子对撞机搜索，以限制这些衰变，并开发新的对撞机分析这些通道，只有现有的研究测试不佳。利用目前收集的数据，我们可以分别探测小至$1.5 \times10^{-5}$、$8.7 \times10^{-5}$、$5.7 \times10^{-8}$和$1.6 \times10^{-7}$的分支比。对于高光度LHC运行，这里考虑涉及3 ab $^{-1}$的积分光度，这些数字分别下降到$1.3 \times10^{-5}$，$2.0 \times10^{-6}$，$3.0 \times10^{-9}$和$5.4 \times10^{-9}$。我们还评论了其他尚未探索的渠道。
2022-03-28 hep-ph
Search for the $γZ$ decay mode of heavy photophobic axion-like particles at the LHC
本研究针对重的避光类轴子粒子（ALP），在HL-LHC上分析其$\gamma Z$衰变模式，通过机器学习多变量分析排除背景，给出了不同积分亮度下ALP与双$W$耦合及产生截面乘分支比的发现灵敏度。
2025-05-17 hep-ph
New LHC bound on low-mass diphoton resonances
我们推导出一个新的约束双光子共振使用包容性的双光子截面测量在大型强子对撞机，在迄今为止约束质量范围之间的剧变和SM希格斯。这个界限设定了目前最好的轴子粒子，耦合到胶子和光子，质量在10和65 GeV之间。我们还估计在同一质量区域，在7，8和14 TeV的专用双光子LHC搜索的指示性灵敏度。作为我们的分析的副产品，我们评论的轴子粒子的解释CMS过度低质量双射流和双光子搜索。
2018-09-10 hep-ex hep-ph
