What is the Cosmological Significance of a Discovery of Wimps at Colliders or in Direct Experiments?
尽管在对撞机或直接实验中发现弱相互作用大质量粒子对我们理解粒子物理学有着巨大的意义，但这并不意味着我们对宇宙或星系晕中暗物质的理解会有什么变化：所发现的粒子很可能只占全部暗物质的一小部分。为了确定wimp发现的宇宙学意义，必须确定它们的密度。我们表明，无论是强子对撞机还是直接探测实验的数据都不足以确定所发现的wimps的局部或遗迹密度，甚至允许所有必要的宇宙学和天体物理学假设。我们提供了暗物质模型的例子，其中几乎相同的探测器或对撞机信号对应于非常不同的密度。然而，我们表明，结合两个实验的数据来确定wimp的密度是可能的;我们提出了一种在超对称暗物质的情况下这样做的一般方法，并描述了如何对其他wimp候选者进行类似的研究。
2005-01-28 astro-ph hep-ex hep-ph
Prospects for Heavy WIMP Dark Matter Searches at Muon Colliders
总结暗物质模型约束的图可以帮助可视化同一种实验的不同搜索之间以及不同实验之间的协同作用。在这份白皮书中，我们提出了一个更新的欧洲战略简报书情节，从对撞机搜索的角度来看，在暗物质在能源前沿（EF10）斯诺马斯专题组，从未来的对撞机设施的输入开始。我们以目前使用暗物质工作组推荐的基准模型为LHC搜索绘制的图为起点，该工作组也用于欧洲战略简报书的BSM和暗物质章节。这些图也可以作为关于暗物质互补性的跨边界讨论的起点，并且可以作为这些讨论的结果进行更新。这是一份提交给APS Snowmass流程的EF10专题组白皮书。
2022-05-20 hep-ex hep-ph
Search for dark matter at colliders
多个天体物理学和宇宙学观测表明，宇宙中的大多数物质是不发光的。它不是由已知的粒子组成的，它被称为暗物质。这是新物理学超越标准模型的少数几个具体实验证据之一。尽管经过几十年的努力，我们对暗物质的身份仍然知之甚少;它仍然是粒子物理学面临的最大的未解之谜之一。在众多解释其性质的方案中，弱相互作用大质量粒子（WIMP）方案脱颖而出。WIMP方案基于一个简单的假设，即暗物质在早期热宇宙中处于热平衡状态，并且暗物质粒子的质量和相互作用与标准模型中的大质量粒子没有太大的不同。验证WIMP假说是许多实验研究的焦点。采用了多种技术，包括观察的WIMP湮灭，测量的WIMP-核子散射在地面探测器，并在高能对撞机的WIMP生产的推断。在这篇文章中，我们将集中在最后一种方法，特别是在大型强子对撞机的WIMP暗物质搜索。作者注：这篇论文（以及其中的参考文献）对应于2017年1月提交给《自然物理学》和《自然天文学》联合发行的版本。
2019-12-29 hep-ex hep-ph
Ionization of hydrogen by neutrino magnetic moment, relativistic muon, and WIMP
研究了氢原子与中微子磁矩、相对论μ介子和具有类QED相互作用的大质量弱相互作用粒子的散射电离。得到了解析结果，并与原子物理学中常用的几种近似方案进行了比较。由于目前对中微子磁矩和暗物质的研究已经将探测器的阈值降低到了亚千电子伏的水平，我们试图从这个简单的案例研究中推断出原子结构对截面的影响以及各种近似的适用性。被发现的一般功能将是有用的情况下，考虑实际的探测器原子。
2013-07-10 hep-ph
Effective Leptophilic WIMPs at the $e^+e^-$ collider
我们考虑高维有效（EFT）运营商组成的费米子暗物质（DM）连接到标准模型（SM）轻子到六维。考虑所有算子，并假设DM经历热冻结，从XENON1T实验中得到DM质量（$m_χ$）和新物理（NP）尺度（$Λ$）的残余密度允许参数空间.在建议的国际直线对撞机（ILC）上，通过对Dirac和Majorana两种情况的光子信号探测了该模型的允许参数空间，并受到质心能量$\sqrt s=$ 1 TeV的限制，其中DM质量可以在$m_χ<\frac{\sqrt{s}}{2}$内探测，用于对产生的发生和$Λ>\sqrt s$内探测，用于EFT框架的有效性。
2022-04-03 hep-ex hep-ph
Excited muon production at muon colliders via contact interaction
近年来，随着μ子对撞机上一些问题的启示，μ子对撞机对于高能物理界来说变得更加可行。基于这个原因，我们研究了在μ子对撞机上通过接触相互作用产生激发μ子。此外，我们假设激发态μ介子是通过接触相互作用产生的，通过规范相互作用衰变为光子和μ介子。然后，在μ子反μ子对撞机选项中进行信号和背景分析，激发μ子的质心能量为6 TeV，14 TeV和100 TeV。计算了在μ子-μ子对撞机上激发的μ子的原子质量和复合尺度极限。作为计算的结果，得出的结论是，μ介子-反μ介子对撞机将是一个完美的对撞机选择激发μ介子的研究。
2021-05-25 hep-ex hep-ph
Resonant Production of Color Octet Muons at the Future Circular Collider Based Muon-Proton Colliders
我们研究了色八重态μ子的共振产生，以探索基于FCC的μp对撞机的发现潜力。结果表明，μp对撞机的搜索潜力基本上超过了LHC，并将超过FCC pp对撞机。
2018-06-04 hep-ex hep-ph
WIMP Mass Determination with Neutrino Telescopes
弱相互作用大质量粒子（WIMPs）在太阳或地球的中心湮灭可能产生高能中微子，而高能中微子可能被天文中微子探测器发现。通过蒙特卡罗模拟详细地考虑了中微子诱导的μ子的角分布。它表明，大型地下切伦科夫中微子望远镜可能能够提取的μ子角分布的宽度的WIMP质量。
1995-04-11 hep-ph
Going all the way in the search for WIMP dark matter at the muon collider through precision measurements
本研究针对现有对撞机无法全面探测WIMP暗物质全质量范围的问题，分析μ子对撞机上暗物质粒子的在壳/离壳传播效应，证实高能μ子对撞机可覆盖直至0.1 PeV微扰边界的全部WIMP质量范围，为相关对撞机研发提供依据。
2022-12-22 hep-ph
Leptophilic Effective WIMPs
有效的WIMP模型是标准模型的最小扩展，它通过"WIMP奇迹“解释了暗物质的遗迹密度。在这篇论文中，我们考虑了具有三线性耦合的有效WIMP的现象学轻子和一个新的“轻子伙伴”粒子。观测到的残余丰度确定了立方耦合的强度，因此模型的参数由WIMP和轻子伙伴粒子的质量定义。这给出了一个简单的参数空间，对撞机和直接检测实验可以在定义良好的物理极小假设下进行比较。最灵敏的对撞机探测器是寻找轻子+ MET，而最灵敏的直接探测通道是来自环图的核散射。对撞机和直接探测搜索是高度互补的：对撞机给出了唯一有意义的约束条件时，暗物质是自己的反粒子，而直接探测通常更敏感，如果暗物质不是自己的反粒子。
2014-02-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Elusive Muonic WIMP
弱相互作用大质量粒子（WIMP）范式是暗物质（DM）理论最流行的场景之一，但受到强烈的限制，特别是直接探测实验。我们坚持WIMP假设，并考虑一个狄拉克费米子候选DM通过自旋1 $Z'$与标准模型（SM）相互作用，产生于阿贝尔$U(1)'_μ$规范对称性的自发破缺，在这种对称下，只有第二代轻子和DM是适当带电的。由于电荷分配，该模型是规范反常的，只能解释为低能的有效场论（EFT）。$Z'$在树水平上只与矢量DM流、轴向μ子流和左手μ子中微子耦合，因此WIMP-核子截面超出了自旋无关（SI）直接探测的实验范围.我们研究了目前的界限，这个模型来自直接和间接检测DM，对撞机搜索，贡献$(g-2)_μ$和中微子三叉戟生产。我们发现，参数空间的大区域仍有待探索。在LHC搜索的背景下，我们研究了一个μ子独占的信号区域的$3μ$ + ${E}^{\rm miss}_T$通道的影响与不变的质量窗口周围$m_{Z'}$。我们表明，这种搜索可以显着提高目前的碰撞边界。最后，从我们的EFT的反常性质来看，在低能量下$Z'$和电弱SM规范玻色子之间仍然存在摩擦玻色子反常相互作用。我们探索探测这些相互作用的可能性在大型强子对撞机和100 TeV的质子对撞机发现它极具挑战性。另一方面，对于μ子对撞机的共振通道$μ^{+}μ^{-}\to Z'\to ZZ$可以发现在最有希望的方案与亮度的$\mathcal{O}…
2022-10-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for WIMPs at future $μ^+μ^+$ colliders
本文研究未来多TeV μ+μ+对撞机上通过直接和间接搜索寻找WIMP暗物质，发现间接搜索在足够亮度和低系统误差下更具优势，且可探测wino和Higgsino的热质量目标。
2023-10-11 hep-ex hep-ph
Dark matter from WIMP to FIMP over three regimes: Cosmology versus Colliders
暗物质模型可以在粒子物理实验或宇宙学中产生特定的特征。宇宙学历史的细节也会影响新的物理信号，例如对撞机实验。在这些会议记录中，我们简要地总结了暗物质通过t通道门户弱耦合到标准模型费米子的情况，将讨论分为三个主要区域。我们还强调宇宙学和粒子物理学之间的相互作用。
2022-12-23 hep-ph
Leptophilic fermion WIMP ~ Role of future lepton colliders
在最小可重整化模型方案中实现了亲轻子弱相互作用大质量粒子（WIMP），其中具有轻子数的标量介质与标准模型（SM）轻子建立了WIMP相互作用.我们对SU（2）双态和单态介体的两种不同情况下的WIMP方案进行了全面的分析，考虑了目前所有相关的理论、宇宙学和实验限制。我们指出，在不久的将来轻子对撞机实验（ILC，FCC-ee，CEPC等）的单光子搜索。可以发挥重要的作用，探索尚未探索的参数范围所允许的WIMP遗物密度约束。这将补充在不久的将来强子对撞机实验（HL-LHC）的搜索前景。此外，我们讨论了组合模型的情况下，包括双重和单重介质。组合模型能够解释长期存在的μ介子（g-2）异常，这是一个额外的优势。我们表明，允许的区域异常μ介子（g-2）的解释，这已经更新了最近在费米国家加速器实验室，也可以探测在未来的对撞机，这将是一个同时认证的模型方案。
2021-08-06 hep-ph
Gamma rays from muons from WIMPs: Implementation of radiative muon decays for dark matter analyses
伽马射线末态中的暗物质搜索通常利用光子可以从末态μ子产生的事实。现代的蒙特卡罗发生器和DM程序包括了在暗物质湮灭过程中产生的μ子的终态辐射效应，但忽略了随后μ子衰变产生的O（1%）辐射校正。实施此校正后，我们证明了它可以通过考虑的情况下，暗物质湮灭到4 μ子通过标量介体生产的暗物质现象学的效果。我们首先表明，AMS-02的正电子过剩可以不再容易地作出一致的最终状态，一旦费米-LAT矮极限计算包括辐射μ子衰变，我们接下来表明，费米-LAT银河系中心γ过剩可以改善与此最终状态后，包括相同的效果。我们提供的代码和表中流行的暗物质代码micrOMEGAs的实现这种效果，提供了一个解决方案，任何模型产生最终状态μ子。
2016-04-04 astro-ph.HE hep-ph
Higgs and BSM Physics at the future Muon Collider
我们描述了最近的工作在未来的μ子对撞机的物理学的希格斯玻色子。从低能量μ介子对撞机在希格斯玻色子极点，我们延长我们的讨论，多TeV μ介子对撞机和概述的物理情况下，这样的机器的希格斯玻色子和物理的性质超越标准模型，可能会被发现。
2021-04-12 hep-ex hep-ph
Higgs Boson and Z Physics at the First Muon Collider
根据“第一个μ子对撞机和μ子对撞机前端物理研讨会”的讨论，总结了第一个μ子对撞机上希格斯玻色子玻色子和Z极物理的潜力。
1998-01-24 hep-ex hep-ph
Muon $g-2$ at multi-TeV muon collider
μ子$g-2$的长期差异是粒子物理学标准模型之外的新物理学的暗示。在这封信中，我们表明，沉重的新物理的贡献，可以充分测试在μ子对撞机的质心能量高达$O(10)\,$ TeV。即使在这个能量范围内没有新粒子，人们也可以通过希格斯玻色子和单色光子的通道直接测量$g-2$。
2021-01-05 hep-ex hep-ph
Physics at a Muon Collider
我讨论了在低能量μ子对撞机上探索广泛的新物理学的令人兴奋的前景。
1998-02-05 hep-ex hep-ph
Muon Colliders: The Machine and The Physics
本文对μ子对撞机作一综述。概述了加速器和探测器的基本特征，并回顾了非常令人兴奋的物理前景。
1997-07-18 hep-ex hep-ph
Invisible Higgs from forward muons at a muon collider
本研究提出在μ子对撞机上利用Z玻色子融合伴随产生的前向μ子探测Higgs不可见衰变，指出高灵敏度可行但受μ子能量与角度分辨率制约。
2023-03-24 hep-ex hep-ph
WIMP mass from direct, indirect dark matter detection experiments and colliders: A complementary and model-independent approach
我们研究的可能性，确定暗物质的性质，从直接（XENON 100）和间接（GLAST）检测实验。以同样的方式，我们研究的观点，下一代对撞机（ILC）。所有这些分析都是按照独立于模型的方法进行的。我们已经表明，这三种检测技术可以以高度互补的方式发挥作用。尽管直接检测实验将有效地探测轻WIMP，但如果给出阳性检测（对于$m_χ \sim 50$ GeV在10%水平），GLAST将能够确认并且甚至增加在NFW分布的情况下对于WIMP-核子横截面$σ_{χ-p}<10^{-8}$ pb的精确度。然而，对于更重的WIMP（$\sim 175$ GeV），ILC将导致质量的重建。
2008-05-15 astro-ph hep-ph
Fake Dark Matter at Colliders
如果暗物质（DM）由弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成，它可以在未来的对撞机实验中产生和研究，比如大型强子对撞机。对撞机稳定的WIMP的生产的特点是硬散射事件与大的横向能量丢失。在这里，我们指出，发现这种特征良好的DM信号可能是一个红鲱鱼。我们探索了另一种解释--假暗物质--其中丢失的横向能量的唯一来源是标准模型中微子。我们提出了这样的模型的例子，专注于超对称模型与R-宇称违反。我们还简要讨论了区分假暗物质和新的碰撞稳定粒子的方法。
2009-02-26 hep-ex hep-ph
Tracing Tau-Neutrinos from WIMP-Annihilation
弱相互作用大质量粒子（WIMP）在地球和太阳中的积累和湮灭可以通过由此产生的中微子信号来观察。我们表明，对于某些部分的超对称参数空间，目前和未来的中微子望远镜可以预期更高的事件率，由于τ中微子比由于μ子中微子的事件。我们展示了如何$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡，并在太阳散射，吸收和再生的情况下，修改信号的期望。我们发现，大多数目前提出的中性伴子模型预测相等或增加的μ子通量，如果$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡包括在内。
2001-05-10 hep-ph
Contact Interactions at Future Circular Collider based Muon-Proton Colliders
最近提出的基于未来圆形对撞机的μ子-质子对撞机将允许在最高质心能量下研究轻子-强子相互作用。在这项研究中，我们调查的潜力，这些对撞机的四费米子接触相互作用搜索。关于建设性和相消干涉的接触相互作用，我们估计发现，观察和排除限制的复合规模的左-左，右-右，左-右，右-左螺旋结构。研究结果表明，基于FCC的μp对撞机在研究四费米子接触相互作用方面具有很大的潜力。
2022-11-03 hep-ex hep-ph
The physics case for an electron-muon collider
提出了一种以多ab $^{-1}$积分亮度为目标的非对称碰撞轮廓的电子-μ子对撞机。这种新型的对撞机，在碰撞能量为20-200 GeV，50-1000 GeV和100-3000 GeV，将能够探测带电轻子味破坏和测量希格斯玻色子玻色子的属性精确。与电子-电子或μ-μ对撞机相比，电子和μ粒子束的碰撞导致较少的物理背景，因为电子-μ粒子相互作用主要通过高阶矢量玻色子融合和矢量玻色子散射过程进行。不对称的碰撞轮廓导致碰撞产物朝向电子束侧提升，这可以被利用来在很大程度上减少来自μ子束的束诱导背景。考虑到这一点，人们可以想象一个轻子对撞机复合体，从历史上第一次碰撞10 GeV电子和μ子束并探测带电轻子味违反开始，然后升级为50-100 GeV电子和1-3 TeV μ子束的对撞机，以测量希格斯特性并寻找新的物理，最后转变为TeV级μ子μ子对撞机。费用应该从1亿美元到几十亿美元不等，对应于不同的阶段，这使供资情况更加实际。
2020-11-13 hep-ex hep-ph
Boosting VBF Reconstruction at Muon Colliders
TRIUMF（特利安夫实验室）
本文提出通过不对称束流能量提升缪子对撞机中矢量玻色子融合过程的重建能力，以增强对$W$-和$Z$-引发过程的区分。
2026-02-24 hep-ex hep-ph
Multi muon/anti-muon signals via productions of gauge and scalar bosons in a $U(1)_{L_μ-L_τ}$ model at muonic colliders
我们讨论了一个有前途的信号，$3 \times μ^+ μ^-$在$μ^+ μ^-$对撞机和$μ^+ μ^+ μ^+ μ^+ μ^- μ^- $在$μ^+ μ^+$对撞机，这是通过生产的$Z'$和一个新的标量玻色子$ϕ$在自发破缺的本地$U(1)_{L_μ- L_τ}$模型的发现潜力。我们认为$Z'$相关的生产过程$μ^+ μ^- \to ϕZ'$除了一个嗜muonphilic $Z'$融合过程$μ^+ μ^\pm \to ϕμ^+ μ^\pm$。标量玻色子与$U(1)_{L_μ- L_τ}$对称性破缺有关，主要衰变为$Z' Z'$模。我们对信号和背景过程进行了数值模拟分析，以估计不同基准点的发现意义。结果表明，我们的信号可以观察到的积分光度小于$\mathcal{O}(100)$ fb $^{-1}$的$μ^+ μ^-$和$μ^+ μ^+$碰撞机具有超过5- $σ$的意义。
2023-01-04 hep-ex hep-ph
Charged resonances and Minimal Dark Matter bound states at a multi-TeV muon collider
本文研究了多TeV缪子对撞机在搜寻W'型带电共振态和WIMP最小暗物质带电束缚态方面的潜力，发现该对撞机能够探测接近对撞能量的重带电粒子和极小耦合，且对五重态MDM的搜寻效率高于传统WIMP搜寻方法。
2023-10-12 hep-ex hep-ph
Searching for neutrino self-interactions at future muon colliders
研究未来缪子对撞机固定靶实验对中微子自相互作用的探测灵敏度，发现主探测器和前向探测器可提升现有上限两个数量级，超越其他未来实验。
2024-12-16 hep-ex hep-ph
Essay: A path for the construction of a Muon Collider
本文指出缪子对撞机相比现有对撞机在能量探索和精确测量上的优势，总结其研发进展，明确缺失研发步骤并提出未来二十年实现计划，可探索希格斯玻色子及暗物质相关新粒子等当前技术无法触及的物理。
2025-04-14 hep-ex hep-ph
Probe of a Randall-Sundrum-like model from muon pair production at high energy muon collider
该研究在类 Randall-Sundrum 模型下，计算了未来高能缪子对撞机上缪子对产生过程的截面，并给出了五维引力尺度随能量和亮度的排除界限。
2024-02-05 hep-ex hep-ph
Longitudinally polarized ZZ scattering at the Muon Collider
测量纵向极化矢量玻色子散射，例如，ZZ通道是一种很有前途的方法，可以用来研究希格斯粒子的幺正化方案和超越标准模型的可能的新物理。然而，在大型强子对撞机上，由于其小的生产率，它要求HL-LHC寿命的光度结束，3000/fb，以及先进的数据分析技术，以达到发现阈值。相反，未来的对撞机可能有很大的潜力。在本文中，我们进行了Monte Carlo研究和检查的投影灵敏度的纵向偏振ZZ散射在TeV尺度μ子对撞机。我们分别在14 TeV和6 TeV μ子对撞机上进行了研究，发现在14 TeV μ子对撞机上可以实现5个标准差的发现，收集了3000/fb的数据。而6 TeV的μ子对撞机已经可以超过HL-LHC，达到2个标准差，大约4000/fb的数据。本文还讨论了轻子隔离度和探测器粒度的影响，这种影响在高能μ子对撞机上更为明显，因为来自纵向极化Z衰变的轻子更接近。
2021-07-28 hep-ex hep-ph
A Small Target Neutrino Deep-Inelastic Scattering Experiment at the First Muon Collider
几种不同的情况下，中微子散射实验使用的中微子束从介子对撞机复杂的讨论。在μ子对撞机前端的中微子实验的物理范围远远超出了目前的中微子实验，因为人们在μ子对撞机上看到的高强度中微子束允许在选择中微子目标时有很大的灵活性。概述了夸克自旋的测量、结构函数$xF_3$的A依赖性以及中性流与夸克的手征耦合。
1998-04-20 hep-ex hep-ph
Search for vector-like leptons at a Muon Collider
本研究在4321模型框架下，利用机器学习技术对缪子对撞机寻找矢量类轻子进行可行性分析，发现3 TeV缪子对撞机仅需10/fb数据即可覆盖高达1450 GeV的质量范围。
2023-10-09 hep-ex hep-ph
Scalar-mediated dark matter model at colliders and gravitational wave detectors -- A White paper for Snowmass 2021
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是近几十年来最受欢迎的粒子暗物质候选者，人们已经知道可以通过直接、间接和对撞机实验对WIMP进行探测。然而，在一些标量介导的DM模型中，直接和间接信号被高度抑制，例如具有马约拉纳DM候选者的轻子门户模型。因此，对撞机搜索被认为是探测这些模型的唯一希望。在这篇白皮书中，我们提出，引力波（GW）天文学也可以作为一个强大的工具，通过潜在的一阶相变GW信号探测标量介导的WIMP模型。一个例子的轻子门户暗物质，显示对撞机和GW探针之间的互补性。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Muon Collider as a $H/A$ factory
我们表明，μ子对撞机是理想的适合于研究重H/A标量，表兄弟的希格斯玻色子中发现的两个希格斯偶极子模型和超对称模型所需的。H/A的关键方面是：（1）它们很窄，但宽度质量比远远大于预期的μ子对撞机束能分辨率，（2）更大的μ子汤川允许有效的s通道产生。我们详细研究了一个具有代表性的自然超对称模型，H/A为1.5 Tev，$m_H$ - $m_A$ = 10 Gev.共振峰处的大事件率允许确定单个H和A共振参数（包括CP），并且衰变为电弱子提供了任何其他现有或计划的对撞机无法获得的丰富信息。
2013-06-11 hep-ex hep-ph
Search For a Leptoquark and Vector-like Lepton in a Muon Collider
本研究针对μ子(g-2)反常等物理问题，提出在3 TeV μ子对撞机上通过2μ+2b+mET道寻找TeV级轻子夸克的方案，验证了低积分亮度下的探测可行性。
2024-05-12 hep-ex hep-ph
Probing the muon g-2 anomaly with the Higgs boson at a Muon Collider
我们指出，在轻子偶极矩和轻子对到希格斯玻色子玻色子和光子的高能截面中，新物理的重要贡献与模型无关。特别是，我们证明了μ子对撞机，运行在质心能量的几个TeV，可以提供一个独特的测试新的物理在μ子g-2通过研究高能量的过程，如mu+ mu- -> h伽马。这种高能测试对于揭示长期存在的μ介子g-2异常具有极其重要的意义，因为它不受强子和实验不确定性的影响，这些不确定性进入了目前μ介子g-2的低能测定。此外，我们还发现μ子电偶极矩的电流束缚可以提高三个数量级，降低到几个x 10^-22 e cm。
2021-12-30 hep-ex hep-ph
Probing Higgs-muon interactions at a multi-TeV muon collider
本文在 HEFT 与 SMEFT 框架下评估 3 和 10 TeV 缪子对撞机通过电弱玻色子及多重 Higgs 产生过程探测 Higgs-缪子耦合的能力，表明其灵敏度超越 LHC。
2024-09-16 hep-ex hep-ph
Topcolor and the First Muon Collider (Talk presented at the Workshop on Physics at the First Muon Collider and at the Front End of the Muon Collider, Nov. 1997)
我们描述了一类涉及强动力学和顶夸克凝聚的电弱对称性破缺模型。一种基于跷跷板机制的新方案似乎特别有希望。第一级μ子对撞机的各种影响进行了讨论。
1998-02-02 hep-ph
Muonic Force and Neutrino Non-Standard Interactions at Muon Colliders
本文提出利用3 TeV高能μ子对撞机的单光子过程探测μ子相关中微子NSI，分析接触相互作用及标量、矢量媒介最小模型，并给出不同亮度下95%置信水平的灵敏度。
2023-08-14 hep-ex hep-ph
Event Rates at a 10 TeV Muon Collider and Implications for Detector Design: Trigger, Data Acquisition, and Luminosity
本文档讨论了10 TeV μ子对撞机上各种过程的事件率，初步分析探测器将记录的内容及感兴趣过程的发生频率，并阐述其对探测器读出、潜在触发系统和亮度测量的影响。
2025-08-08 hep-ex hep-ph
Lepton Flavor Violation at muon-electron colliders
轻子味违反（LFV）过程是超越标准模型的物理学的明确信号。我们调查的可能性，测量这种过程中，目前和可预见的未来μ子电子对撞机，考虑到目前的界限，从现有的实验。作为新物理的模型，我们考虑具有$U'(1)$规范对称性和类属耦合的Z'玻色子。与轻子味相差两个单位的过程似乎特别有希望。
2020-12-12 hep-ex hep-ph
Weighing Wimps with Kinks at Colliders: Invisible Particle Mass Measurements from Endpoints
我们认为端点技术的应用程序的问题，在强子对撞机产生的新粒子的质量测定，这些粒子衰变到一个不可见的粒子的未知质量和一个或多个可见的粒子的已知质量。我们也考虑这些类型的衰变对产生的粒子，并在每种情况下考虑的情况下，有和没有初始状态辐射。我们证明，在大多数（但不是所有）情况下，一个适当的横向质量观察的端点，被认为是一个未知的不可见粒子的质量的函数，有一个扭结在真实值的不可见粒子的质量。扭结的坐标产生了衰变粒子和不可见粒子的质量。我们讨论了在LHC实施这种方法的前景。
2007-11-24 hep-ph
WIMP and FIMP dark matter in the inert doublet plus singlet model
我们考虑多组分暗物质模型，其中一个暗物质组分是弱相互作用（FIMP），而第二个是弱相互作用（WIMP）。该模型包含一个惰性标量双峰和一个复杂的标量单峰，并具有离散的$Z_4$对称性。我们确定的参数空间，满足理论约束，碰撞机的约束，遗迹密度以及直接和间接的检测限。我们讨论了通过对撞机和天体物理学研究来探测该模型的可能性。我们发现FIMP可能是占主导地位的DM分量，在这种情况下，WIMP的天体物理特征被大大抑制。我们还探讨的情况下，双峰可以衰减成对的单峰只留下一个DM组件，FIMP。这些场景受到BBN的限制，最好在对撞机上进行探索，因为天体物理特征被抑制了。
2022-05-09 hep-ph
Neutrinos From Particle Decay in the Sun and Earth
弱相互作用大质量粒子（WIMPs）可以通过观测在太阳和/或地球中积累的WIMPs湮灭产生的高能中微子诱导的向上μ介子来间接检测。高能μ介子中微子来自于$τ$轻子、$c$、$b$和$t$夸克、规范玻色子和由WIMP湮灭产生的希格斯玻色子的衰变。我们提供的解析表达式，适合于计算向上的μ子的通量，中微子的能量谱从所有这些粒子在太阳和地球的中心衰变。这些解析表达式应该满足蒙特卡罗计算向上μ子通量的需要。我们研究了规范玻色子的极化对中微子谱的影响，发现它们是很小的。我们还提出了简单的表达式的中微子分布的二阶矩，可用于估计的中微子诱导的μ子从WIMP湮灭的观察率。
1994-07-22 astro-ph hep-ph
Neutron Star Heating in Dark Matter Models for the Muon $g-2$ Discrepancy
观测到的μ子磁偶极矩值偏离了标准模型的预测，$4.2σ$，可以用与μ子耦合的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）模型来解释。然而，在未来的大型强子对撞机实验和暗物质（DM）直接研究中，这些模型的参数空间仍有相当大的范围未被探索。在这项工作中，我们讨论了中子星（NS）的温度观测作为一个有前途的方式来探测这样的模型，WIMP被有效地捕获NS通过DM μ子或自旋相关的DM核子散射。被捕获的WIMP最终在恒星核心湮灭并加热NS。这种效应可以在旧的NS中观察到，因为它使NS表面温度最多保持在几千K，这远高于标准NS冷却理论对年龄超过$\sim 10^7$年的NS的预测值。我们考虑两类代表性的模型，其中DM夫妇或不耦合到希格斯场在树的水平，并表明，最大DM加热实现在这两种情况下。
2022-04-17 hep-ph
From WIMP to FIMP during reheating: collider vs non-collider probes for p-wave annihilation
Institute of Physics（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究学院（特鲁万南特拉普拉姆））；SRM University-AP（SRM安得拉邦大学）
在微扰再加热框架下，研究暗物质从冻结到冻结产生的转变，通过有效算符与可见扇区相互作用，探讨多种新物理探针对再加热时代和超出标准模型新物理的约束能力。
2026-05-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Interpreting the bounds on Solar Dark Matter induced muons at Super-Kamiokande in the light of CDMS results
利用CDMS实验中观测到的两个信号事件，通过对CDMS II合作的分析，讨论了最近对暗物质-核子弹性散射截面的限制。在这些限制下，我们试图解释由太阳中产生的中微子引起的上行μ子的检测率的超神冈（SK）界限，这些中微子来自太阳核心捕获的暗物质（WIMPs）的湮灭产物的衰变。在SK使用CDMS边界的不同湮灭通道的上行μ子的计算速率被发现是低于预测的上限，这样的上行μ子率在SK的订单。因此，存在的空间，用于解释SK边界的CDMS限制的计算速率的增强（提升）。预计该特征将代表具有当前CDMS限值的PAMELA数据。我们还显示了这种可能的增强因子（升压）对WIMP质量不同的WIMP湮没通道的依赖性。
2010-03-02 astro-ph.HE hep-ph
Effective WIMPs
热暗物质遗迹丰度的"WIMP奇迹"激发了弱尺度暗物质与标准模型粒子的可重正化耦合。我们研究极小模型与这种耦合，解释暗物质作为一个热遗迹。该模型包含一个单重态暗物质粒子与立方重正耦合之间的标准模型粒子和"伙伴"粒子与相同的规范量子数的标准模型粒子。暗物质的自旋为0、1/2或1，可能是也可能不是自己的反粒子。每个模型有3个参数：暗物质和标准模型伙伴的质量，以及立方耦合。要求正确的遗物丰度给出了一个2维参数空间，其中碰撞器和直接检测约束可以直接比较。我们专注于暗物质与有色粒子相互作用的情况。我们发现，碰撞和直接检测搜索是显着的互补性，这些模型。对于暗物质不是其自身反粒子的情况，直接检测极限要求暗物质质量在多TeV范围内，在对撞机实验中极难探测。暗物质是它自己的反粒子的模型受到对撞机搜索单喷流和喷流+MET信号的强烈约束。这些模型受到直接探测的限制，主要是在暗物质和伙伴质量接近简并的极限附近，对撞机搜索变得更加困难。
2013-07-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark phase transition from WIMP: complementary tests from gravitational waves and colliders
本文研究通过希格斯门户与标准模型连接的最小暗标量-矢量玻色子等离子体，同时实现强一阶相变、可观测引力波和暗物质，并展示对撞机、直接探测与引力波干涉仪的互补检验能力。
2024-02-20 hep-ph
Review of Muon-Proton Collider Proposals: Main Parameters
与能量前沿pp对撞机相切的未来μ子对撞机（或专用μ环）的建设将提供机会，以$10^{33}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$（$10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$）数量级的光度实现多TeV质心能量的μ-p碰撞。显然，这样的对撞机将从根本上扩大相应的μ子和强子对撞机的物理搜索潜力的SM（特别是澄清QCD基础）和BSM现象。本文评述了目前提出的μ-p对撞机的主要参数。
2022-05-30 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Complementarity of Galactic radio and collider data in constraining WIMP dark matter models
在这项工作中，我们面临的暗物质模型的约束，可能来自银河系的无线电同步辐射，考虑到天体物理的不确定性，我们比较这些边界设置的加速器和互补的间接暗物质搜索。具体来说，我们将我们的分析，以三个流行的粒子物理模型。首先，一个通用的有效算子的方法，在这种情况下，我们设置相应的质量尺度上的界限，然后，两个特定的UV完成，Z'和希格斯门户网站。我们表明，对于许多候选人，无线电同步加速器限制与其他搜索竞争，甚至可以给出最强的约束（截至今天）与一些合理的假设，关于天体物理的不确定性。
2012-06-11 astro-ph.GA hep-ph
