MATHUSLA is a proposed displaced vertex detector for neutral long-lived particle decays. It was proposed with general specifications of the size of its decay volume and its location. In this study, different simplified models containing LLPs are investigated using Monte Carlo event generators, and LLP decay probability maps are generated. Specific optimal configurations for the detector are found for each model according to available land around the CMS detector. We demonstrate that the placement and dimensions of a proposed 10000 m2 engineering benchmark can be modified so that an improvement in acceptance (up to 12% more LLP decays) is observed. Also, it is found that the engineering benchmark would observe about 80% of the number of LLP decays that the earlier MATHUSLA200 physics sensitivity benchmark with four times the area would observe.
An Update to the Letter of Intent for MATHUSLA: Search for Long-Lived Particles at the HL-LHC
我们报告了HL-LHC拟议的MATHUSLA长寿命粒子（LLP）探测器设计的最新进展，更新了原始意向书（LoI）中的信息，见CDS：LHCC-I-031，arXiv：1811.00927。在LHC第5点确定了一个合适的位置，该位置比LoI中假设的更接近CMS相互作用点（IP）。衰变体积的高度从20 m增加到25 m。工程研究已经进行，以定位地下的大部分衰变体积，使探测器更接近IP。通过这些变化，100 m x 100 m探测器对于大c $τ$具有与LOI和其他研究中描述的200 m x 200 m探测器相同的物理范围。小c $τ$的性能由于接近IP而得到改善。探测器技术也在不断发展，同时保留了LOI中所述的电阻板室（RPC）中的条形传感器几何结构。本设计使用挤压闪烁体棒，使用波长偏移光纤和硅光电倍增器（SiPM）读出。操作将更简单，更强大，操作电压低得多，不使用温室气体。制造是简单的，应该会节省成本。由于2018年在ATLAS之上运行的MATHUSLA测试台进行了新的模拟研究和测量，对背景的理解也有了显著的进步。我们讨论了Mathusla合作的下一步，并确定了新成员可以做出特别重要贡献的领域。
Long-Lived Light Mediators from Higgs boson Decay at HL-LHC, FCC-hh and a Proposal of Dedicated LLP Detectors for FCC-hh
我们研究了SM希格斯玻色子玻色子衰变到标准模型粒子过程中长寿命介质粒子对的产生。我们计算预计的灵敏度，无论是模型独立和极小模型，使用μ介子光谱仪的CMS检测器在HL-LHC实验的ggF，VBF，和Vh生产模式的希格斯玻色子和各种衰变模式的介质粒子，随着专用探测器LLP搜索像CODEX-b和MATHUSLA。随后，我们研究了在100\，TeV对撞机实验中使用FCC-hh探测器对长寿命介质的改进，再次关注μ子光谱仪。我们提出了100\，TeV对撞机实验DELIGHT（\textbf{De} tector for \textbf{l} ong-1 \textbf{i} ved particles at high \textbf{gh} energy of 100\，\textbf{T} eV）专用LLP探测器的设计，并研究了它们的灵敏度.
