A Compendium of Chameleon Constraints
变色龙模型是一个具有屏蔽机制的标量场理论，它解释了宇宙学相关的光标量如何避免太阳系内寻找第五种力的限制。变色龙是一种流行的暗能量候选者，也出现在引力的$f(R)$理论中。虽然变色龙的设计是为了避免历史搜索的第五力，它不是不可观测的，许多努力已经进入确定最好的观测和实验来检测它。这些结果并不总是为相同的模型或相同的语言，一个特殊的问题时，比较天体物理和实验室搜索很难理解哪些区域的参数空间仍然存在。在这里，我们提出了结合约束的变色龙模型从天体物理和实验室搜索的第一次，并确定剩余的窗口参数空间。我们讨论了宇宙学变色龙搜索和未来的小规模探测的影响。
2016-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
The Eötvös Paradox: The Enduring Significance of Eötvös' Most Famous Paper
在1919年罗兰·冯·厄特沃什男爵去世后，他的合作者Desiderius Pekár和Eugen Fekete于1922年共同撰写了一篇论文，其中包含了一系列早期实验的结果，这些实验测试了惯性质量和引力质量的同一性，即弱等效原理（WEP）。虽然所谓的“EPF”论文没有声称任何违反WEP的行为，但随后1986年对EPF论文的重新分析揭示了他们的数据中的一种模式，表明自然界中存在一种新的（“第五”）力。虽然EPF的数据，以及1986年对这些数据的重新分析，为第五种力的存在提供了相当令人信服的证据，但许多当代实验都未能发现它的存在。在这里，我们总结了这个“厄特沃斯悖论”的关键要素，并提出了一些可能的解决途径。一路上，我们还讨论了Eötvös和爱因斯坦之间的密切关系，并考虑如何各自的贡献可能受到其他的影响。
2019-08-27 gr-qc hep-ph physics.hist-ph
Discovering the Axiverse via Fifth Forces
Institute for Particle Physics Phenomenology, Department of Physics, Durham University（杜伦大学粒子物理现象学研究所物理学系）
本文指出第五力搜索不能假设单轴子诱导的非相对论势，并推导了多轴子情形下的自旋相关和自旋无关势，展示了如何利用势的形状区分不同轴子宇宙场景。
2026-06-04 hep-ph
Fifth forces from QCD axions scale differently
本研究重新分析QCD轴子介导的宏观第五力，发现拉格朗日量高阶项破坏位移对称性使势的主导标度从$1/r^5$变为$1/r^3$，且该作用对核子与轻子的力有差异，会影响长程力搜寻的灵敏度。
2023-07-18 hep-ph
Fifth-Force Constraints from UV-Complete Scalar-Tensor Gravity
INAF – Osservatorio Astrofisico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；INFN, Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania（卡塔尼亚大学物理与天文学系）
研究O(N)标量多重态非最小耦合到引力的重整化群流，在相互作用、非微扰紫外完备标量-张量理论的标度律附近，发现径向模对牛顿引力产生普适的汤川修正，紫外完备性将红外数据限制在一个有限楔形区域，从而在(α,λ)平面上排除部分参数空间，其中一部分低于当前实验排除包络，因此改进的第五种力搜索可直接检验此类紫外完备标量-张量模型。
2026-06-03 gr-qc hep-ph hep-th
Bayesian and frequentist approaches to resonance searches
我们调查贝叶斯和频率论的方法共振搜索使用的玩具模型的基础上，ATLAS搜索的希格斯玻色子在双光子通道。我们从仅背景模型和背景加信号模型在多个光度下（从$10^{-3}$ /fb到$10^7$ /fb）绘制伪数据。我们绘制了仅背景模型的贝叶斯后验和全局p值的变化。我们发现，正如预期的那样，随着光度的增加，后验收敛到模型的确定性。另一方面，如果仅背景模型为真，则p值在0和1之间随机游走，否则收敛于0。在简要评论后验的频率论性质之后，我们对贝叶斯和频率论框架中获得的显著性进行了直接比较。我们发现，著名的look-elsewhere效应减少了约1 $σ$的本地显着性。我们还发现，从我们的贝叶斯框架的意义通常是约1至2 $σ$小于全球的重要性，虽然减少取决于先验，全球的重要性和积分亮度。这表明，即使是全球意义也可能大大夸大了仅背景模型的证据。我们检查了这种效果-贝叶斯效果-对于14种先验选择是稳健的，并研究了其中3种的杰弗里斯-林德利悖论。
2019-10-09 hep-ex hep-ph physics.data-an
LHC prospects in searches for neutral scalars in pp\toγγ+jet: SM Higgs boson, radion, sgoldstino
在强子对撞机上，在寻找SM规范群下不带电的标量时，$γγ+jet$通道比包含性的$γγ$通道提供更大的信号背景比。在QCD微扰理论的非线性光学中，我们自洽地评估了LHC $γγ+jet$通道中SM希格斯玻色子产生的信号意义。三体最终状态运动学允许精细切割。这些削减的调整增加了信号的重要性高达包容性的渠道的水平。对SM希格斯玻色子玻色子的实验结果进行了简单的重新标度处理，估计了大型强子对撞机在$γγ+jet$通道中寻找radion和sgoldstino的前景。我们发现这个通道在寻找新物理方面与$γγ$通道相当，值得进一步详细研究。
2004-05-21 hep-ph
MICROSCOPE's constraint on a short-range fifth force
显微镜实验旨在通过比较受静电力控制的圆柱形“自由下落”试验块的低频动态，检验空间弱等效原理。我们使用技术会议期间采取的数据，旨在估计MICROSCOPE的传感器的静电刚度，以约束从牛顿引力的短程汤川偏差。我们利用的事实是，在小位移的限制，嵌套的圆柱体之间的引力相互作用（牛顿和Yukawa）是线性的，因此简单地由刚度的特点。通过测量当测试质量移动时作用在测试质量上的力的总刚度，并将其与理论静电刚度（预期占主导地位）进行比较，可以先验地推断对汤川势参数的约束。然而，我们发现，测量的不确定性主要是由金线用于控制的电荷的测试群众，虽然他们的相关刚度确实小于预期的静电刚度。此外，我们发现了一个非零的不明刚度，这取决于仪器的电气配置，暗示在补丁场效应的存在。加上静电模型的显著不确定性，它们只允许对汤川势的约束很差。这并不奇怪，因为显微镜不是为这种测量而设计的，但这种分析是在太空中进行非牛顿引力新实验研究的第一步。
2021-01-29 gr-qc hep-ph
Differences between Axions and Generic Light Scalars in Laboratory Experiments
众所周知，电偶极矩（EDM）约束提供了最严格的界限轴子介导的宏观自旋相关（SD）和时间反转和宇称违反（TVPV）的力量。这些界限是几个数量级强于直接搜索第五力实验和结合天体物理界对恒星能量损失与Eotvos测试的弱等效原理（WEP）。这是轴子特定性质的结果，用于解决强CP问题。然而，对于与强CP问题无关的一般轻标量，情况则完全不同。在这种情况下，第五力实验和天体物理过程的边界比EDM边界严格得多，因为直接搜索中探索的质量范围。
2014-11-08 hep-ph nucl-ex
Kaluza-Klein gluon searches using the three-b-jet decay channel at the Large Hadron Collider
本文研究了在大型强子对撞机上具有弯曲几何的五维模型中胶子的Kaluza-Klein（KK）激发的可观测性。在这个模型中，标准模型场位于体中，第三代夸克与KK胶子强耦合。我们重点研究了三个b夸克作为末态，第一个KK胶子作为中间态传播的过程。我们通过考虑运动学切割和大型强子对撞机的探测器效率来评估这些过程的重要性，发现在一定的模型参数范围内，这些过程的重要性大于5-sigma，其积分亮度为10（100）fb^{-1}。
2013-09-28 hep-ph
MadMax, or Where Boosted Significances Come From
在实验分析技术日益先进的时代，了解哪些相空间区域有助于从背景中提取信号至关重要。基于Neyman-Pearson引理，我们计算信号提取的最大显著性作为相空间区域上的积分。然后，我们研究在何种程度上提高希格斯粒子的战略效益ZH和TTH搜索和横向动量的希格斯粒子是最有前途的。我们发现，希格斯和顶部标记是适当的工具，但会受益于有针对性的优化对较小的横向动量。MadMax是Madgraph 5的附加组件。
2013-11-11 hep-ph
Comment on the paper "Dark matter searches going bananas: the contribution of Potassium (and Chlorine) to the 3.5 keV line" by T. Jeltema and S. Profumo
我们重新审视了仙女座星系中央14'的X射线光谱，在我们以前的工作中讨论过[1402.4119]。最近在[1408.1699]中，有人声称，如果将数据分析限制在3-4 keV区间，则在3.53 keV处检测到的线的显著性下降到2 sigma以下。在这份说明中，我们表明，这样的限制是不合理的，作为连续体是很好地建模为幂律高达8千电子伏，和背景模型的参数很好地约束在这个较大的能量区间。这允许在3.53 keV处检测具有大于~3 sigma的统计显著性的谱线，并且允许在3-4 keV的能量范围内识别几个已知的原子谱线。将分析限制在3-4 keV区间导致不确定性增加，从而降低了检测的重要性。我们还认为，包括M31的数据，一致的解释3.53千电子伏线K XVIII的原子线在所有研究对象是有问题的。
2014-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Unveiling dark fifth forces with linear cosmology
本研究针对仅作用于暗物质的暗第五种力，通过线性宇宙学框架分析其背景与扰动演化效应，结合CMB和BAO数据得到迄今最强的力强度约束，并探讨其对哈勃张力等问题的意义。
2025-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Conformal calibration and look-elsewhere effect in anomaly detection for new-physics searches
Department of Physics and Astronomy, University College London（大学学院伦敦物理系）；Department of Engineering, City St. George’s, University of London（伦敦大学城市圣乔治学院工程系）；Institute for Theoretical Physics, Campus Süd, Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）理论物理研究所）；Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所）
提出基于共形预测的校准层，将任意异常分数转化为具有分布无关、有限样本保证的显著性，同时修正背景误建模和look-elsewhere效应。
2026-06-15 cs.LG hep-ex hep-ph
Enhanced Higgs to $τ^+τ^-$ Searches with Deep Learning
UC Irvine（加州大学欧文分校）
希格斯玻色子被认为提供了赋予基本费米子质量的相互作用，但尽管大型强子对撞机（LHC）的测量结果与这一假设一致，但目前的分析技术缺乏统计能力，无法在没有更多数据的情况下跨越传统的5 $σ$显著性障碍。通过\emph{automatically}学习复杂的高级数据表示，\emph{Deep learning}技术有可能增加该分析的统计功效。在这项工作中，深度神经网络用于检测希格斯粒子衰变为一对τ轻子。贝叶斯优化算法用于调整网络架构和训练算法超参数，从而产生八个非线性处理层的深度网络，即使不使用物理学家为此应用专门设计的功能，也可以提高浅层分类器的性能。发现显著性的提高相当于累积数据集增加25%。
2014-10-13 cs.LG hep-ex hep-ph
LHC di-lepton searches for $Z^\prime$ bosons which explain measurements of $b \rightarrow s l^+l^-$ transitions
针对$b \rightarrow s l^+l^-$测量与标准模型的偏差，本文研究了比标准模型更好拟合数据的$Z^\prime$模型，通过ATLAS双轻子共振搜寻进行约束，并评估了HL-LHC及未来100 TeV对撞机的探测潜力。
2024-10-17 hep-ex hep-ph
Searches for dark matter via charged Higgs pair production in the Inert Doublet Model at $γγ$ collider
惰性双态模型（IDM）是对标准模型（SM）的最简单的扩展，扩展了标量扇区，提供了一个标量暗物质粒子候选者。本文研究了在$γγ$对撞机上双电荷Higgs粒子的产生。通过扫描整个参数空间，我们得到了与正确的暗物质遗迹丰度相对应的参数点。在应用了所有的理论和实验限制之后，暗物质存在的参数空间受到了极大的限制。我们对IDM和SM背景下$H^+H^-$产生的信号进行了分析，并在运动学变量中选择了优化的选择条件以最大化信号显著性。通过信号与背景的比较，我们得到了在未来的$γγ$对撞机实验中可以检测到的参数点。
2020-06-11 hep-ph
Axion Window on New Macroscopic Forces
本文研究如何通过新CP破坏来源或Peccei-Quinn对称性破缺机制放宽电偶极矩约束，从而显著扩展QCD轴子参数空间，为第五力检验和自旋相关力实验提供新的理论目标。
2025-01-03 hep-ph
On the challenge of estimating diphoton backgrounds at large invariant mass
在高不变质量下的双光子搜索是实验高能前沿的一个组成部分。以750，GeV双光子共振为例，分析了目前实验分析中主要标准模型背景的估计方法.我们评估与背景建模上的过量相关的显著性的依赖性。特别是，我们表明，接近高能量的分布尾部，依赖于功能外推或Monte Carlo估计的挑战性光子射流贡献的射流伪造背景的估计引入了很大的不确定性。松散的光子切割，低光子$p_T$切割和那些容易受到高光子快度区域的分析尤其受到影响。鉴于基于双光子的搜索超过11，TeV的发现模式是高度积极的，这些考虑因素在未来是相关的和适用的。我们首先考虑一个物理驱动的变形的双光子伪造光子射流光谱的形状下到领先的顺序与快速度和横向动量相关的假率相结合的影响。我们表明，由此产生的局部意义的过剩减少，由于这样的变形。然后，使用一个简单的，但更一般的，修正在高不变质量的喷流伪造背景的贡献，但保持包容性和微分样品纯度在实验不确定性估计，我们证明，原来报告的本地750\，GeV的超额意义可能被高估了一个以上的标准偏差。此外，我们通过比较基于较小的2015年和较大的2016年LHC数据集的拟合结果来交叉检查我们的分析。最后，我们采用我们的方法在完整的13\，TeV的LHC数据集，以评估目前的双光子搜索TeV区域以外的系统学。
2016-11-29 hep-ph
Magnetic Levitation as a New Probe of Non-Newtonian Gravity
Rice University（莱斯大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
MORRIS通过磁悬浮粒子探测非牛顿引力，提供新的实验方法和更严格的约束条件。
2026-01-27 gr-qc hep-ex hep-ph
Leptoquark Searches at TeV Scale Using Neural Networks at Hadron Collider
本研究基于大型强子对撞机14 TeV质子-质子碰撞数据，利用BDT、MLP和LH等机器学习方法显著提升了对第三代轻子夸克对产生的信号-背景区分能力与探测灵敏度。
2025-04-30 hep-ex hep-ph
Search for $Z'$ pair production from scalar boson decay in minimal $U(1)_{L_μ- L_τ}$ model at the LHC
我们考虑一个规范$L_μ- L_τ$对称性模型，其中对称性被标量场自发破缺。作为自发对称性破缺的直接结果，研究了标量玻色子衰变为两个新的规范玻色子的过程。最后讨论了在LHC实验中通过这种衰变寻找规范玻色子和标量玻色子的可能性。我们考虑的情况下，规范玻色子的质量范围是$\mathcal{O}(10)$ GeV，这是由LHCb报告的异常的动机。我们将表明，搜索规范玻色子和标量玻色子的信号意义达到$3$和$5$的标量混合$0.012$和$0.015$，分别。
2020-12-24 hep-ph
Biased rate estimates in bump-hunt searches
本文指出在未知粒子质量等参数的 bump-hunt 搜索中，报告最显著超出会导致信号率高估及质量不确定度低估，并使得 LHC 达到 5σ 发现需比预期多数百逆飞靶的数据。
2025-06-02 hep-ph
Correlating Non-Resonant Di-Electron Searches at the LHC to the Cabibbo-Angle Anomaly and Lepton Flavour Universality Violation
除了在低能精密实验中存在强烈的轻子味大学违反（LFUV）迹象外，CMS最近发布了一项非共振双轻子对的分析，这可能构成高能LHC搜索中LFUV的第一个迹象。在这篇文章中，我们表明，Cabibbo角异常，一个（明显）违反第一行和列CKM酉$\approx3\,σ$意义，CMS的结果可以相关和共同解释的运营商$[Q_{\ell q}^{(3)}]_{1111} = (\bar{\ell}_1γ^μσ^I\ell_1)(\bar{q}_1γ_μσ^Iq_1)$在一个模型独立的方式。这是可能的，而不违反从ATLAS的非共振双轻子搜索（有趣的是，它也观察到比预期的电子通道中的事件略多），也从$R(π)=π\toμν/π\to e ν$的边界。我们发现一个新的物理假设的$4.5\,σ$和预测$1.0004<R(π)<1.0009$（95\%CL），可以在不久的将来与即将到来的PEN实验结果进行测试的组合偏好。
2021-03-22 hep-ex hep-ph hep-th
Minimal targets for dilaton direct detection
本文探讨了标量介导第五种力在早期宇宙等离子体中的动力学，发现标量低能相互作用混合导致其动力学对宇宙再加热温度高度敏感，并推导出能产生正确暗物质丰度的物质耦合参数空间下限，为直接探测新物理提供了目标。
2025-09-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Combination of Run-1 Exotic Searches in Diboson Final States at the LHC
我们执行的ATLAS和CMS结果的统计组合的搜索重共振衰减到一对矢量玻色子与$\sqrt{s}=8$ TeV数据集收集在大型强子对撞机。我们考虑到六个搜索强子和半轻子的最终状态进行的两个合作。我们只考虑HEPDATA数据库中ATLAS和CMS提供的公开信息以及在参考期刊上发表的论文。我们解释的几个基准新的物理模型，如预测存在的{ \ensuremath{\mathrm{W^\prime}} \xspace }或散装兰德尔-Sundrum自旋-2共振，我们目前的排斥限制，意义，$p$值和最佳拟合截面的模型的背景下，合并的结果。一个沉重的diboson共振与生产截面的$\sim$ 4-5 fb和质量之间的1.9和2.0 TeV是最符合实验结果的异国情调的情况。重共振优先衰变到WW终态的模型是不受欢迎的。
2016-04-27 hep-ex hep-ph
Neutrinos as background and signal in searches using the Migdal effect
本文量化了太阳中微子背景对利用Migdal效应探测亚GeV暗物质的限制，绘制了中微子雾，并指出大部分允许参数空间位于其中，同时估算了探测中微子诱导Migdal事件所需的曝光量。
2025-06-20 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
