Technical Proposal for FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
FASER是一个小型而廉价的实验,旨在2021- 2023年LHC运行3期间寻找轻,弱相互作用的粒子。这样的粒子可能沿着束碰撞轴大量产生,行进数百米而不相互作用,然后衰减为标准模型粒子。为了寻找此类事件,FASER将位于ATLAS IP下游480 m处未使用的服务隧道TI 12中,并对半径R=10 cm和长度L=1.5 m的圆柱体中的衰变粒子敏感。FASER将补充LHC现有的物理计划,将其发现潜力扩展到许多新的轻粒子,对粒子物理学和宇宙学具有潜在的深远影响。本文档描述了FASER探测器组件的技术细节:磁体、跟踪器、闪烁体系统和热量计,以及触发和读出系统。还介绍了安装和操作探测器所需的准备工作,包括土木工程、运输以及与各种服务的集成。所提供的信息包括探测器组件和基础设施工作的初步成本估算,以及实验设计、施工和安装的时间轴。
2018-12-21 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Inelastic Dark Matter at the LHC Lifetime Frontier: ATLAS, CMS, LHCb, CODEX-b, FASER, and MATHUSLA
在束流收集器、固定靶和对撞机实验中,人们已经广泛地寻找来自光的衰变的可见信号--长寿命的隐藏扇形粒子。如果这样的隐藏扇区通过比$\sim 10$ GeV重的介质耦合到标准模型,那么它们在低能加速器中的产生就会受到运动学上的抑制,从而留下大量可行的参数空间。我们在非弹性暗物质模型中研究了这种情况,这些模型在各种现有和拟议的LHC实验中产生了可见信号,如ATLAS,CMS,LHCb,CODEX-b,FASER和MATHUSLA。这些实验可以利用大型强子对撞机的大质心能量,从宇宙学激发的$\sim 1-100$ GeV质量范围内的暗光子衰变中产生GeV尺度的暗物质。我们还提供了一个详细的计算辐射暗物质-核子/电子弹性散射截面,这是相关的估计率在直接检测实验。
2018-10-03 hep-ex hep-ph
FASER Tracker Detector Commissioning, Installation, and Functionality
FASER(ForwArd Search Experiment)填补了其他径向排列的LHC实验的轴向盲点。它安装在距离ATLAS交互点480米处,沿着碰撞轴。FASER将寻找新的、长寿命的粒子,这些粒子可能隐藏在离开ATLAS的准直反应产物中。跟踪检测器是观测LLP信号的重要部件。FASER的跟踪站使用硅微带探测器来测量带电粒子的路径。这是FASER的最新论文之一“FASER实验的跟踪探测器”的摘要,该论文描述了跟踪探测器的功能、构造和测试。FASER目前安装在LHC中,准备进行数据收集。
2022-11-01 hep-ex physics.ins-det
The FASER experiment at the Large Hadron Collider
CERN(欧洲核子研究组织)
FASER实验旨在探测由LHC碰撞产生的轻弱相互作用新粒子,并首次研究高能中微子。本文综述了截至2026年初的实验状态、设计、性能及物理结果,并提及后续升级和计划。
2026-07-08 hep-ex
Sgoldstino signal at FASER: prospects in searches for supersymmetry
我们调查FASER@LHC的观点在寻找轻($0.1-5$ GeV)sgoldstinos在模型与低能量($10-10^4$ TeV)超对称性破缺。我们认为味道保存和味道违反耦合sgoldstinos的标准模型费米子,并发现这两个选项是可测试的FASER。即使是第一个FASER运行允许一个在模型参数空间中探测有趣的补丁,而第二次运行,FASER-II,具有显着更大的检测器基准体积,给出了一个可能性,以彻底探索广泛的超对称扩展粒子物理学的补充,在LHC探测与ATLAS和CMS探测器。
2022-08-22 hep-ex hep-ph
A First Determination of the LHC Neutrino Fluxes from FASER Data
本研究提出 NN$ν$flux 方法,利用机器学习和 Monte Carlo 复本从 FASER 数据首次提取了 LHC 前向 $\mu$ 中微子通量,并展示其对区分事件生成器、审查内禀粲及约束 BSM 情景的能力。
2025-07-08 hep-ex hep-ph
The Single Photon Signature of a Light Long-lived Neutralino at Remote Detectors at the LHC
Bethe Center for Theoretical Physics & Physikalisches Institut der Universität Bonn(波恩大学贝特理论物理中心与物理学院)
本文研究了在R奇异性破坏超对称模型中轻长寿命中性子的现象学,重点分析了LHC上提出的远程探测器ANUBIS、CODEX-b、FACET、FASER、FASER2、MAPP、MAPP2和MATHUSLA的探测灵敏度,通过稀有标量介子衰变诱导的R奇异性破坏耦合在ATLAS或CMS相互作用点产生中性子,并研究了六个超对称R奇异性破坏基准场景,其中主要中性子衰变为γ+ν,确定了上述探测器的预期搜索灵敏度。
2026-05-20 hep-ex hep-ph
Initial performance assessment and calibration techniques of the production monolithic silicon pixel detector ASIC for the detection of electromagnetic showers of TeV energy in the FASER experiment at the LHC
FASER 实验开发了 W-Si 预簇射探测器以区分 TeV 量级紧密光子对,对基于 130 nm SiGe BiCMOS 技术的生产型单片硅像素 ASIC 的测试表明其核心组件运行正常,并提出了两种利用 ADC 值重建电荷的校准方法。
2024-09-26 hep-ex physics.ins-det
Discovering Quirks through Timing at FASER and Future Forward Experiments at the LHC
本文研究FASER、FASER2及远前向终极探测器利用闪烁体计时识别低p_T quirk对并压制μ子本底,证明现有及HL-LHC数据可显著拓展暗区参数空间。
2024-06-20 hep-ex hep-ph
Light scalar production from Higgs bosons and FASER 2
希格斯扇区和一个新的规范单重态标量$S$之间最一般的可重整化相互作用由两个相互作用项:立方和四次。四次相互作用只受到不可见的希格斯衰变的松散约束。鉴于目前的实验限制,所有在大型强子对撞机上产生的希格斯玻色子的$10\%$都可以转换成质量高达$m_{\rm Higgs}/2$的新标量。这可以显着扩展基于LHC的强度前沿实验的范围。我们分析了FASER实验对该模型的敏感性,并讨论了FASER 2设计中的适度变化,这将允许探索希格斯门参数空间的更宽部分的数量级。
2020-06-06 hep-ex hep-ph
The FASER Detector
本文详细介绍了用于在LHC前向区域寻找轻弱相互作用粒子及探测中微子的FASER探测器的各组件、安装与调试过程,并指出其于2022年投入运行。
2022-07-23 hep-ex physics.ins-det
First Search for Quirks at the LHC with FASER
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Zhengzhou University(郑州大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);University of Liverpool(利物浦大学);CERN(欧洲核子研究中心);University of Bern(伯尔尼大学);Chiba University(千叶大学);Kyushu University(九州大学);Universität Bonn(波恩大学);University of Geneva(日内瓦大学);Nikhef National Institute for Subatomic Physics(荷兰国家亚原子物理研究所)
该研究借助FASER利用2022-2024年13.6 TeV质子-质子碰撞数据,首次在LHC上寻找带类QCD infracolor相互作用的奇异粒子,未发现相关事例,排除了特定质量和禁闭尺度的奇异粒子存在可能。
2026-10-06 hep-ex hep-ph
Search for Dark Photons with the FASER detector at the LHC
FASER实验利用LHC Run 3数据搜寻暗光子,在无背景分析中未发现事件,给出暗光子耦合与质量的世界领先约束,并首次排除U(1)_{B-L}模型部分参数空间。
2023-12-20 hep-ex hep-ph
FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
新的物理学传统上被期望在高能对撞机实验的高$p_T$区域。然而,如果新粒子是轻的,并且是弱耦合的,那么这种聚焦可能完全被误导了:轻粒子通常高度集中在光束线的几mrad内,允许用小探测器进行灵敏的搜索,甚至极弱耦合的粒子也可能在那里大量产生。我们提出了一个新的实验,ForwArd搜索实验,或FASER,它将被放置在下游的ATLAS或CMS的相互作用点(IP)在非常向前的区域,并同时在那里操作。两个代表性的轴上位置进行了研究:一个远的位置,$400~\text{m}$从IP和刚刚关闭的光束隧道,和一个近的位置,只是$150~\text{m}$从IP和后面的TAN中性粒子吸收器。对于每个位置,我们研究领先的中微子和光束诱导的背景。作为一个具体的例子,轻,弱耦合粒子,我们考虑暗光子产生的轻介子衰变和质子韧致辐射。我们发现,即使是一个相对较小的和廉价的圆柱形探测器,$\sim 10~\text{cm}$的半径和$5-10~\text{m}$的长度,取决于位置,可以发现暗光子在一个大的和未探测的区域的参数空间与暗光子质量$m_{A'} \sim 10~\text{MeV} - 1~\text{GeV}$和动力学混合参数$ε\sim 10^{-7} - 10^{-3}$。FASER显然对许多其他形式的新物理也很敏感。最后,我们讨论了进一步研究的主题,这对于理解FASER的可行性,优化其设计和实现…
2018-06-14 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
High Energy Neutrino Studies in the forward direction with FASER experiment at the LHC
本研究利用LHC的FASER实验,通过带钨板的乳胶云室靶探测前向高能中微子,首次在数百GeV至数TeV未探索能区测量了电子和μ中微子与核子的作用截面,同时可寻找暗光子等超出标准模型的粒子。
2024-10-30 hep-ex
Constraining neutrinophilic mediators at FASER$ν$, FLArE and FASER$ν$2
本研究利用FASER$ν$首次观测的高能对撞机中微子,探讨了GeV尺度亲中微子媒介子的限制,发现未来FLArE和FASER$ν$2实验能施加比现有更严格的约束。
2024-12-21 hep-ex hep-ph hep-th
FASER's Physics Reach for Long-Lived Particles
FASER,ForwArd Search Experiment,是一个拟议中的实验,致力于在LHC上寻找光,极弱相互作用的粒子。这些粒子可能是在大型强子对撞机的高能碰撞中产生的,它们可以在混凝土和岩石中长距离传播,而不会发生相互作用。然后,它们可能在位于ATLAS相互作用点下游480米处的FASER中衰变为可见粒子。在这项工作中,我们简要介绍了FASER探测器的布局和潜在的背景的状态。然后,我们提出了大量的长寿命粒子模型的灵敏度达到FASER,更新以前的结果,一组统一的检测器假设,并分析新的模型。特别是,我们考虑了所有的可重整门户相互作用,导致暗光子,暗希格斯玻色子,重中性轻子(HNL);轻B-L和$L_i - L_j$规范玻色子;轴子样粒子(ALP),主要耦合到光子,费米子,胶子通过非重整化运营商;和与汤川耦合的伪标量。我们发现FASER及其后续FASER 2具有完整的物理程序,在所有这些模型中具有发现灵敏度,并对粒子物理学和宇宙学具有潜在的深远影响。
2019-05-15 hep-ex hep-ph
Deep-Inelastic Scattering at TeV Energies with LHC Muons
本文提出利用LHC远前方实验FASER探测到的TeV能量缪子通量,开展中性流深度非弹性散射研究,以探测质子粲夸克含量,并预测未来运行的事件产额。
2025-09-19 hep-ex hep-ph nucl-ex
Unravelling the richness of dark sector by FASER$ν$
FASER $ν$是一个新提出的实验,将在2021-2023年期间在LHC的运行III中获取数据。它将位于FASER探测器的前方,在前向方向上距离ATLAS相互作用点480米。它的主要目标是检测在相互作用点产生的所有口味的中微子,并以极高的精度重建带电轨道。这种能力使FASER $ν$成为发现亮暗扇区的图案和属性的理想设置。我们证明了这种能力的一个动机良好的一类模型与暗物质候选人的质量约为几个GeV。暗物质湮灭为一对中间中性粒子,随后衰变为标准模型带电费米子。我们展示了如何FASER $ν$可以揭示暗区的结构解开这种模型内的衰变链。
2020-08-14 hep-ex hep-ph
First Direct Observation of Collider Neutrinos with FASER at the LHC
本研究利用LHC的FASER探测器,首次在粒子对撞机实验中直接观测到中微子相互作用,以16倍标准差的显著性观测到153次左右μ中微子带电流相互作用,证实了对撞机产生的高能中微子与反中微子的存在。
2023-08-21 hep-ex hep-ph
Sensitivities to secret neutrino interaction at FASER$ν$
我们在FASER $ν$实验中研究了中微子与质量小于500 { \rm MeV}的新的轻中性规范玻色子$Z^\prime$的耦合效应.轻规范玻色子与中微子耦合的场景在许多背景下被激发,这些背景旨在解释粒子物理学和宇宙学中的各种异常。这种相互作用导致带电介子衰变为轻轻子加中微子和$Z^{\prime}$的新模式($π^+(K^+)\to e^+ νZ^\prime$),随后$Z^\prime$衰变为中微子和反中微子对($Z^\prime \to ν\barν$)。FASER $ν$,LHC的前向搜索实验,有可能首次探测到对撞机中微子。特别是,FASER $ν$乳胶探测器将提供探测$τ$ -中微子和测量其能量的机会。利用FASER $ν$乳胶探测器的这种能力,我们研究了FASER $ν$实验和该实验的拟议升级版本FASER 2 $ν$,以约束中微子与轻规范玻色子的耦合的潜力。
2021-06-17 hep-ex hep-ph
Searches for new physics at SND@LHC
SND@LHC是一个被批准的实验,用于探测LHC中产生的中微子的远向散射,并旨在测量它们的性质。此外,该探测器还具有寻找可能在质子-质子碰撞中产生的新的弱相互作用粒子(FIPs)的潜力。在本文中,我们讨论FIPs签名SND@LHC考虑两类粒子:稳定的FIPs,可以通过它们的散射检测到,和不稳定的FIPs内的检测器衰减。我们估计SND@LHC探测疏光暗物质散射的灵敏度,并检测中微子,标量和矢量门户粒子的衰变。最后,我们还比较和定性分析了SND@LHC和FASER/FASERν实验在这些搜索中的潜力。
2022-02-21 hep-ex hep-ph
The tracking detector of the FASER experiment
FASER是一个新的实验,旨在寻找新的轻弱相互作用长寿命粒子(LLP),并研究在欧洲核子研究中心的LHC碰撞的非常前沿区域的高能中微子相互作用。实验装置位于ATLAS相互作用点下游480米处,与光束碰撞轴对齐。FASER探测器包括四个由硅微带探测器构成的相同跟踪站。其中三个跟踪站组成了一个跟踪光谱仪,使FASER能够检测仪器内部LLP衰变的衰变产物,而第四个站用于中微子分析。该光谱仪自2021年3月起安装在LHC综合体中,而第四个站尚未安装。FASER将在LHC于2022年初恢复运行时开始物理数据采集。本文介绍了跟踪光谱仪的设计、建造和测试,包括相关的部件,如机械、读出电子学、电源和冷却系统。
2022-05-31 hep-ex physics.ins-det
Lepton interactions from GeV to EeV
Gleb Wataghin Institute of Physics (IFGW)(格列布·瓦塔金物理研究所)
研究FASER和IceCube实验中中微子与μ子与物质的相互作用,包括FASER2中τ子极化、μ子引发的核效应和固有粲夸克、中微子三叉戟过程,以及IceCube中高能中微子对强子结构和超出标准模型物理的探索。
2026-06-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Latest Results from the FASER Experiment
Tsinghua University(清华大学)
FASER实验利用LHC Run 3数据,在暗光子搜索、中微子截面测量、电子中微子观测及muon中微子相互作用测量等方面取得新成果。
2026-04-17 hep-ex
First Measurement of the $ν_e$ and $ν_μ$ Interaction Cross Sections at the LHC with FASER's Emulsion Detector
本研究利用LHC的FASER$ν$乳胶/钨探测器,首次在对撞机上直接观测到TeV量级高能电子和μ中微子相互作用,测量了对应能区的中微子-核子作用截面,结果与标准模型预言相符。
2024-07-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Technical Proposal: FASERnu
FASERnu是一种小型且廉价的乳胶探测器,旨在首次探测对撞机中微子并研究其性质。FASERnu将位于FASER正前方,在未使用的服务隧道TI 12中,沿光束碰撞轴距离ATLAS相互作用点480 m。从2021年到2023年,在14 TeV LHC的第三次运行期间,大约1,300个电子中微子,20,000个μ子中微子和20个τ中微子将在FASERnu中以TeV级能量相互作用。通过观察这些相互作用,重建它们的能量并区分味道的能力,FASERnu将探测中微子的产生,传播和相互作用,这些中微子具有有史以来最高的人造能量。FASERnu探测器将由1000个与钨板交错的乳剂层组成。乳胶和钨的总体积为25 cm x 25 cm x 1.35 m,钨靶质量为1.2吨。从2021年至2023年,将安装7套乳化层,在计划的技术停止中大约每20-50 1/fb更换一次。在本文中,我们总结了FASERnu的物理目标,并讨论了中微子通量和相互作用率的估计。然后,我们详细描述了FASERnu探测器,包括组装,运输,安装和乳剂更换计划,以及乳剂读出和分析数据的程序。最后,我们对探测器组件和基础设施工作进行了成本估算,并给出了实验的时间轴。
2020-01-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
A Phenomenological Analysis of LHC Neutrino Scattering at NLO Accuracy Matched to Parton Showers
针对LHC前向中微子实验,基于LHAPDF框架的中微子PDF参数化通量,结合POWHEG-BOX-RES生成NLO+PS精度预言,量化多因素影响并与GENIE比较,证明高阶生成器对实验目标的重要性。
2024-12-02 hep-ex hep-ph
First Physics Results from the FASER Experiment
FASER实验利用首个数据年,对暗光子衰变给出新约束,并观测到高能缪子中微子与反中微子的带电电流相互作用。
2023-05-15 hep-ex physics.ins-det
Prospects and Opportunities with an upgraded FASER Neutrino Detector during the HL-LHC era: Input to the EPPSU
本文提出在HL-LHC时代升级FASER中微子探测器,通过增加统计量、改进味识别和精确测量,实现中微子截面、质子结构、轻子味普适性及新物理探测等目标,并作为未来前向物理设施的基础。
2025-03-25 hep-ex physics.ins-det
Momentum Measurement of Charged Particles in FASER's Emulsion Detector at the LHC
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Zhengzhou University(郑州大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);University of Liverpool(利物浦大学);CERN(欧洲核子研究组织);University of Geneva(日内瓦大学);University of Bern(伯尔尼大学);Chiba University(千叶大学);Kyushu University(九州大学);Universität Bonn(波恩大学);Nikhef National Institute for Su(Nikhef国家研究所)
本文提出基于多次库仑散射的动量测量方法,用于FASERν乳胶探测器中研究TeV能量范围内的中微子相互作用,通过高空间分辨率和长跟踪长度实现从几GeV到几TeV的动量测量。
2026-02-19 hep-ex physics.ins-det
Extending the Discovery Potential for Inelastic-Dipole Dark Matter with FASER
本文提出利用FASER等远前向探测器通过非弹性偶极相互作用搜寻长寿命暗物质候选粒子,证明其可覆盖热冻结产生GeV量级暗物质的参数空间及固定靶实验难以探测的区域。
2023-07-03 hep-ex hep-ph
Distinguishing between Dirac and Majorana neutrinos at FASER
Hokkaido University(北海道大学);University of Mississippi(密西西比大学);University of Hawaii at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校)
FASER实验利用SMNEFT预测的信号,通过分析电子-正电子对的空间分布,区分狄拉克和马约拉纳右旋中微子。
2025-07-31 hep-ex hep-ph
Discovery potential of FASER$ν$ with contained vertex and through-going events
FASER $ν$是一个新提出的探测器,其主要任务是在2022-2024年LHC运行III期间探测质子束在ATLAS相互作用点(IP)碰撞产生的中微子通量。我们表明,这种探测器也可以测试某些超越标准模型的情况下,特别是在中微子与物质场的相互作用可以产生新的不稳定粒子衰变回带电轻子。这类模型的动机是MiniBooNE异常。我们表明,如果新物理学涉及中微子散射物质场产生多μ子,包括分析中探测器前岩石中的中微子通量相互作用({ \it即,}考虑到贯穿的μ子对)可以显著增加有效探测器质量及其对新物理的灵敏度。我们提出了一个具体的模型,可以产生这样的多μ子信号。
2021-03-02 hep-ex hep-ph
Neutrino Rate Predictions for FASER
本研究更新 FASER 中微子模拟,给出中微子通量、截面及其不确定性的理论预测方案,并评估利用 LHC Run 3 与 Run 4 数据开展测量的潜力。
2024-06-13 hep-ex hep-ph
First Measurement of the Muon Neutrino Interaction Cross Section and Flux as a Function of Energy at the LHC with FASER
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Zhengzhou University(郑州大学);CERN(欧洲核子研究中心);University of Geneva(日内瓦大学);University of Bern(伯尔尼大学);Chiba University(千叶大学);Kyushu University(九州大学);Universität Bonn(波恩大学);Nikhef National Institute for Subatomic Physics(荷兰国家亚原子物理研究所)
本文基于LHC实验数据,首次测量了钨中微子-核子截面及muon中微子和反中微子的通量随能量的变化,通过FASER探测器的主动电子组件识别出338.1±21.0个带电电流相互作用事件,并在六个能量区间内进行了首次TeV范围的微分测量,结果与标准模型预测一致。
2025-05-06 hep-ex hep-ph
The trigger and data acquisition system of the FASER experiment
FASER实验是一个新的小型和廉价的实验,被放置在欧洲核子研究中心LHC的ATLAS实验下游480米处。FASER被设计用来捕获新的长寿命粒子的衰变,这些粒子在ATLAS探测器接受范围之外产生。这些稀有粒子可以在FASER探测器中与来自ATLAS相互作用点的约500-1000 Hz的其他粒子一起衰变。需要非常高效率的触发和数据采集系统来确保感兴趣的物理事件将被记录。本文介绍了触发和数据采集系统的FASER实验,并提出了在初始调试过程中获得的系统的性能结果。
2022-01-10 hep-ex physics.ins-det
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
Long-lived bi$\boldsymbolν$o at the LHC
我们研究了长寿命双$ν$ o,伪狄拉克双星,负责中微子质量,在大型强子对撞机和专用的长寿命粒子探测器的检测前景。双$ν$ o出现在$U(1)_R$对称超对称模型中,其中中微子质量是通过反跷跷板机制中的高维算子产生的。在大型强子对撞机中,双$ν$ o通过夸克衰变产生,随后通过与标准模型中微子的混合衰变为夸克、带电轻子和丢失的能量。我们考虑长寿命双$ν$ os的逃脱ATLAS或CMS探测器作为丢失的能量和衰变到带电轻子内拟议的长寿命粒子探测器FASER,CODEX-b,和MATHUSLA。我们发现目前允许的区域中的squark-bi $ν$ o质量参数空间重铸最近的大型强子对撞机搜索喷气机+MET。我们还确定了MATHUSLA,CODEX-b和FASER的范围。我们发现,一个大区域的参数空间,涉及夸克质量,双$ν$ o质量和信使规模可以探测与MATHUSLA,范围从双$ν$ o质量为10 GeV-2 TeV和信使规模$10^{2-11}$ TeV的范围内的夸克质量。
2021-03-01 hep-ex hep-ph
LHC experiments for long-lived particles of the dark sector
暗物质方案正在大型强子对撞机的通用实验中通过快速衰变状态进行测试。与此同时,新的专用探测器已被提议用于大型强子对撞机,以探测预测远离相互作用点衰变的长寿命粒子的暗物质门户理论:MoEDAL-MAPP,MoEDAL-MALL,FASER,SND@LHC,CODEX-b,MATHUSLA,AL 3X,ANUBIS,FACET,milliQan,FORMOSA。此外,SHiP束流收集实验计划与SPS束一起运行,以扩大对此类粒子的发现范围。探测器的设计和预期的物理灵敏度,这些实验的重点是解释的暗物质的性质的方案。
2021-12-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Event Generation for Neutrino and Muon DIS at the LHC
Nikhef Theory Group(Nikhef理论组);VU Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学);Universität Bonn(波恩大学)
本研究针对LHC中微子与缪子DIS,对比Sherpa等NLO MC事例产生器与YADISM等工具的预测,量化各因素影响并应用于FASER实验,明确现代产生器在通用设置下的一致性及强子末态相关差异。
2026-10-14 hep-ex hep-ph
The LHC as a Neutrino-Ion Collider
本文提出将LHC前向中微子束作为中微子-离子对撞机,通过FASERν等实验的DIS测量显著约束质子与核PDF不确定性,从而改进HL-LHC核心过程的理论预测,且无需改造加速器基础设施。
2024-04-01 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reconstruction and Performance Evaluation of FASER's Emulsion Detector at the LHC
本文介绍了FASERν乳胶探测器的重建与性能评估,通过开发专用对准与径迹重建算法应对极高径迹密度挑战,实现了0.3微米对准精度,从而在TeV能量范围内实现精确中微子测量。
2025-05-02 hep-ex physics.ins-det
Resonances in $\barν_e-e^-$ scattering below a TeV
我们认为共振生产和检测带电介子在现有的和不久的将来中微子散射实验与$E_ν\lesssim 1$ TeV,高能大气中微子或碰撞源中微子束的特征。最有希望的候选反应是反应$\barν_e e^-\rightarrow ρ^-\rightarrow π^- π^0$。我们讨论了在FASER $ν$,大型强子对撞机的前向物理设施与核乳胶(FASER $ν$ 2)和液氩探测器(FLArE)的检测前景,并估计预期的共振介导的事件在现有的数据集的冰立方的数量。我们还概述了不同的实验环境中可能的检测策略。我们预测了几十个事件的前向物理设施,并确定削减一阶信号效率,可能会抑制背景在FASER $ν$,产生一个信号-背景比大于1。反中微子诱导的$s$通道介子共振是尚未观察到的标准模型散射过程,为近期实验提供了现实的目标。
2022-05-16 hep-ex hep-ph
Forward Neutrinos from Charm at Large Hadron Collider
本研究针对LHC的FASER实验与规划中的FPF,估算粲介子衰变产生的前向中微子通量,对比不同因子化方法与强子化模型的预测,发现Pythia 8的弦碎裂模型给出的高能中微子率显著更高,凸显强子化建模的重要性。
2024-02-02 hep-ex hep-ph
Can we discover lepton number violation with LHC far detectors?
本研究首次提出利用LHC远探测器探测与Majorana中微子相关的轻子数破坏,通过蒙特卡洛模拟发现升级后的LLP远探测器(如ANUBIS)在发现质量约1 GeV的Majorana惰性中微子方面极具潜力。
2023-10-22 hep-ex hep-ph
Neutrino trident scattering at the LHC energy regime
该研究针对LHC能区中微子-钨相互作用的三叉戟散射过程,估算不同相互作用模式下的轻子末态截面及FASERν2探测器的事例数,证实向前物理装置观测该过程原则上可行。
2024-06-19 hep-ex hep-ph
The Forward Physics Facility at the Large Hadron Collider
本文介绍大型强子对撞机前向物理设施(FPF)的提案,旨在利用HL-LHC远前向强子束探索中微子物理、QCD、暗物质等,涵盖科学目标、工程设计及四个互补探测器(FLArE、FASERν2、FASER2、FORMOSA)的设计与项目进展。
2025-03-24 hep-ex hep-ph
Far-forward production of charm mesons and neutrinos at Forward Physics Facilities at the LHC and the intrinsic charm in the proton
我们讨论了在LHC的pp碰撞中,由半轻子衰变产生的远向前$D$介子/反介子和中微子/反中微子。我们包括胶子-胶子融合$gg \to c\bar{c}$、内禀粲$gc \to gc$以及重组$gq \to Dc$部分子机制。计算中进行的$k_T$ -因子分解方法和混合模型使用不同的未积分部分子分布函数(uPDF)的胶子从文献中,以及在共线方法。我们比较了我们的结果与LHCb的数据为前向$D^{0}$介子生产在$\sqrt{s} = 13$ TeV的不同快度仓的间隔$2 < y < 4.5$。IC和重组模型在LHCb运动学中可以忽略不计。这两种机制在更大的快速性中开始变得至关重要,并在标准的魅力生产机制中占据主导地位。在高能量下,迄今为止还没有实验探测这个区域。我们还提出了前向电子,μ子和τ中微子的能量分布进行测量,在大型强子对撞机由目前运行的FASER $ν$实验,以及未来的实验,如FASER $\nu2$或FLArE,最近提出的前向物理设施项目。不同机构的组件再次单独示出。对于所有类型的中微子(电子、μ子、τ子),次主导贡献,即IC和/或复合,在中微子能量为$E_ν \gtrsim 300$ GeV时,主导轻介子(π介子、K介子)和胶子聚变驱动的标准粲产生贡献。对于电子中微子和μ子中微子,两种机制导致类似的产生率,它们的分离似乎是不可能的。另一方面,对于$ν_τ + {\bar ν…
2022-12-14 hep-ex hep-ph
Electromagnetic Shower Reconstruction and Identification in FASER's Emulsion Detector for LHC Forward Neutrino Measurements
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Zhengzhou University(郑州大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);University of Liverpool(利物浦大学);CERN(欧洲核子研究中心);University of Bern(伯尔尼大学);Chiba University(千叶大学);Kyushu University(九州大学);Universität Bonn(波恩大学);University of Geneva(日内瓦大学)
提出基于聚类算法的电磁簇射重建与多级识别方法,在100/200 GeV电子测试束数据中实现高背景抑制效率(>99.9%)和能量分辨率(~25%/23%),为LHC前向电子中微子识别提供验证框架。
2026-08-25 hep-ex
Investigating nuclear effects in lepton-ion DIS at the LHC
Instituto de Física Gleb Wataghin - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)(坎皮纳斯州立大学格莱布·瓦塔金物理研究所);Institute of Physics and Mathematics, Federal University of Pelotas(佩洛塔斯联邦大学物理与数学研究所);Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda, Universidade Federal Fluminense (UFF)(沃尔塔雷东达冶金工业工程学院,弗鲁米嫩塞联邦大学)
本文研究LHC上muon-钨和中微子-钨深度非弹性散射事件中的核效应,通过分析关联事件测试核效应的普遍性,并提出研究charm标记事件与包络事件的比率以区分小-x处核效应的不同建模。
2025-12-09 hep-ex hep-ph nucl-th
Probing a $Z'$ gauge boson via neutrino trident scattering in the Forward Physics Facility at the LHC and FCC
本研究探讨在LHC和FCC的前向物理设施中,通过中微子三叉散射探测$Z'$玻色子,发现FPF@LHC无法改进现有约束,而FPF@FCC可扩展参数空间覆盖。
2025-05-21 hep-ex hep-ph
Latest neutrino results from the FASER experiment and their implications for forward hadron production
针对超高能宇宙线μ子谜题反映的前向强子产生机制认知不足问题,FASER实验利用LHC不同积分亮度的13.6 TeV质子对撞数据测量中微子流强,与主流强子作用模型对比整体相符,后续将提升测量精度验证相关粒子产生过程。
2025-07-31 hep-ex
Discovering neutrino tridents at the Large Hadron Collider
本研究表明大型强子对撞机的前向中微子物理项目可首次以超5σ的统计显著性测量双μ中微子三叉戟事例,提出基于FASERν2探测器反向径迹追踪的信号识别与本底压低策略,并给出不同实验的预测及新物理约束前景。
2024-10-28 hep-ex hep-ph