Discovery prospects for long-lived multiply charged particles at the LHC
在这项工作中，我们的目标是提供一个全面的，在很大程度上是独立的模型的前景，以检测在LHC长寿的多电荷粒子的调查。我们考虑自旋为0和$\frac{1}{2}$的粒子，电荷在$1 \le |Q/e| \le 8$范围内，在$SU(3)_C$下是单线态或三线态。这样的粒子可能以粒子-反粒子对的形式产生，并通过探测器传播，或者形成类似于正电子偶素（夸克偶素）的束缚态。我们考虑了这两种可能性，并估计了新粒子的较低质量边界，这可以由ATLAS，CMS和MoEDAL实验在运行3和HL-LHC数据采集期结束时提供。我们发现，ATLAS和CMS的灵敏度一般都比MoEDAL在运行3强，而他们可能是竞争力的$3 \lesssim |Q/e| \lesssim 7$在HL-LHC的所有类型的长寿命粒子，我们考虑。
2022-10-08 hep-ex hep-ph
SUSY Long-Lived Massive Particles: Detection and Physics at the LHC
我们绘制了一个可能的方案，在大型强子对撞机探测器ATLAS的观测大质量长寿命带电粒子。所需的灵活性的检测器触发器和识别和重建系统进行了讨论。作为一个例子，我们专注于测量的质量和寿命的长寿命的带电slepton的超对称模型与规范介导的超对称性（SUSY）破缺的框架内预测。在这种情况下，次轻的超对称粒子可能是τ轻子的轻标量伙伴，可能会慢慢衰变为引力子。探索了超对称性参数空间的广泛区域。对计数法测量超对称性破缺尺度参数sqrt（F）的测量范围和精度进行了评估。
2000-12-15 hep-ex hep-ph
Producing and detecting long-lived particles at different experiments at the LHC
我们提出了一个新的策略，寻找长寿命粒子（LLP）在LHC。LLP在一个实验中产生，但其衰变产物在另一个实验中被检测器检测到。我们使用限制性的Hidden Valley场景作为基准。通过簇射和强子化，隐藏介子的多样性可以很大，并且它们的衰变产物，本研究中选择的双介子，通常太软而无法通过传统LHC搜索的触发器。我们发现，如果我们在LHCb和ALICE实验中的碰撞点产生LLP，并使用ATLAS的μ子室进行检测，则可以实现最佳的接受度。这种新的搜索具有成本效益，因为它不需要建造新的探测器。同时，它可以提供感兴趣的参数空间的覆盖，这是补充其他提出的LLP搜索。
2022-04-06 hep-ex hep-ph
CMS Hardware Track Trigger: New Opportunities for Long-Lived Particle Searches at the HL-LHC
计划升级的CMS探测器可以在硅跟踪器中找到每一次LHC碰撞的轨迹，并将它们用于第一级（硬件）触发决策。到目前为止，CMS合作的研究集中在惩罚性堆积环境中保持整体触发性能。我们认为，轨道触发器的潜在功能要广泛得多，并可能为新的物理搜索提供开创性的机会。作为一个例子，为了便于社区讨论，我们使用一个简单的玩具模拟来研究罕见的希格斯粒子衰变成寿命为几毫米的新粒子。
2017-05-11 hep-ex hep-ph
Bi$\boldsymbolν$o phenomenology at the LHC
我们研究了$R$对称超对称模型的LHC约束，其中中微子质量是通过包含伪Dirac bino的高维算符bi $ν$ o产生的.我们考虑一个粒子谱，其中的方子比最轻的中性伴子重，而中性伴子是纯双$ν$ o。双$ν$ o是通过夸克衰变产生的，随后通过与标准模型中微子的混合，衰变为喷流和轻子的组合，有或没有丢失能量。我们重铸最近的大型强子对撞机搜索喷流+丢失的能量与$\sqrt{s}=13~$ TeV和$\mathcal{L}=36~{\rm fb}^{-1}$的数据，以确定在这个模型中的squark和双$ν$ o质量的约束。我们发现，如果双$ν$ o的能量小于150 GeV，则允许产生轻至350 GeV的夸克，而对于任何双$ν$ o质量，则允许产生重至950 GeV的夸克.我们还提出了用$\sqrt{s}=13$ ~TeV和$\mathcal{L}=300~{\rm fb}^{-1}$对LHC的预测，并表明可以探测到1150~GeV的方子。
2019-01-26 hep-ph
New NLOPS predictions for $\boldsymbol{t\bar{t}+b}$-jet production at the LHC
在$H\to b\bar{b}$通道中测量$t\bar{t} H$的产生，关键取决于与不可约的$t\bar{t}+b$喷流背景相关的理论不确定性。在本文中，分析各种拓扑结构，占$b$ -喷气生产与$t\bar{t}$对，我们证明了手头的过程主要是由最终状态$g\to b\bar{b}$分裂。我们还表明，在五味模拟的基础上$t\bar{t}+$多射流合并$b$ -射流生产主要是由部分子簇射驱动，而矩阵元素在描述$g\to b\bar{b}$分裂中只起边缘作用。基于这些观察，我们提倡使用NLOPS模拟的$pp\to t\bar{t}b\bar{b}$的四味计划，我们提出了一个新的POWHEG发生器。在13 TeV LHC的$t\bar{t}+b$喷流观测值的预测和不确定性的情况下，稳定的顶夸克和自旋相关的顶衰变。除了QCD标度的变化，我们还考虑理论的不确定性有关的POWHEG匹配方法和部分子簇射建模，重点是$g\to b\bar{b}$分裂。一般来说，匹配和淋浴的不确定性是非常小的。与Sherpa+OpenLoops的优化比较也证实了这一点。
2018-07-12 hep-ex hep-ph
LHCb potential to discover long-lived new physics particles with lifetimes above 100 ps
本文提出利用 LHCb 的新型 Downstream 算法重建无顶点探测器击中信息的径迹，证明其可成为寿命前沿实验，并在多种长寿命粒子模型中达到与主 LHC 外拟建实验相当的灵敏度。
2024-05-16 hep-ex hep-ph
Optimized probes of $CP$-odd effects in the $t \bar{t} h$ process at hadron colliders
我们使用机器学习（ML）和非ML技术来研究优化的$CP$ -奇观测量，直接和最大限度地敏感于$CP$ -奇$i \tilde κ\bar t γ^5 t h$相互作用在LHC和未来的强子对撞机使用的最终状态与希格斯玻色子和顶夸克对，$pp\to t\bar t h$，其次是半轻子$t$衰变。我们进行相空间优化的明显$CP$ -奇观测量（$\boldsymbol ω$），敏感的符号$\tilde κ$，并从实验上可访问的最终状态动量。我们确定了一个简单的优化的线性组合$\boldsymbol α\cdot \boldsymbolω$，提供了类似的灵敏度，作为研究的完全成熟的ML模型。使用$\boldsymbolα\cdot \boldsymbolω$，我们预测了HL-LHC、HE-LHC和FCC-hh对$\tilde κ$的预期灵敏度。
2021-02-02 hep-ph
Long-Lived Sleptons at the LHC and a 100 TeV Proton Collider
我们研究了长寿命带电粒子（LLCP）搜索在当前和未来的LHC运行和在100 TeV PP对撞机的前景，使用Drell-Yan slepton对生产为例。由于动量测量对于高能粒子变得更具挑战性，我们仔细对待预期的动量分辨率。同时，100 TeV碰撞的一个新特征是探测器中高能μ子的显著能量损失。我们用它来帮助区分μ子和LLCP。我们发现，14 TeV的LHC与3 ab $^{-1}$的积分亮度可以探测LLCP slepton质量高达1.2 TeV，和100 TeV的PP对撞机与3 ab $^{-1}$可以探测LLCP slepton质量高达4 TeV，使用飞行时间测量。这些搜索将对暗物质产生惊人的影响，LHC最终测试了slepton-neutralino共同湮灭WIMP暗物质的可能性，并且LHC和未来的强子对撞机具有在超级WIMP暗物质模型中发现LLCP的强大潜力。
2016-02-14 hep-ex hep-ph
On the challenges of searching for GeV-scale long-lived particles at the LHC
许多暗物质的模型都预测了长寿命粒子（LLP），这些粒子可以在大型强子对撞机上产生惊人的信号。然而，现有的位移顶点搜索是针对重LLP定制的。在这项工作中，我们表明，这种偏见严重影响他们的灵敏度与质量在GeV级的LLP。为了说明这一点，我们考虑两个暗扇区模型与轻LLP强子衰变：一个强相互作用的暗扇区与长寿的异国介子，和一个希格斯暗扇区与长寿的黑暗希格斯玻色子。我们研究了现有的ATLAS搜索位移顶点和丢失的能量在这两个模型中的敏感性，发现当前的轨道和顶点切割导致光LLP的效率非常低。为了缩小这一差距，在目前的搜索程序，我们建议两个可能的修改的顶点重建和分析削减。我们计算这些修改的预计排除限制，并表明它们大大提高了对低质量或短衰变长度的LLP的灵敏度。
2021-03-11 hep-ex hep-ph
Identification of Long-lived Charged Particles using Time-Of-Flight Systems at the Upgraded LHC detectors
我们研究了在HL-LHC时代，皮秒级精确定时探测系统对LHC实验长寿命粒子搜索计划的影响。我们开发的算法，使我们能够重建这种带电粒子的质量，并使用飞行时间测量进行粒子识别。我们调查的基准方案的时间分辨率的函数的范围，并发现灵敏度提高了十倍，这取决于新的重粒子质量。
2019-01-11 hep-ex hep-ph physics.ins-det
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.
2022-12-22 hep-ex hep-ph
New Long-Lived Particles at the LHC
我讨论了LHC中长寿命粒子的各种情况，这些粒子可能具有壮观的签名，而不是所有这些都被搜索过。我从暗物质和层次问题中获得动力，以及寻找新的签名。也有一个简短的讨论触发器。
2017-10-18 hep-ph
Supersymmetry with long-lived staus at the LHC
我们认为超对称扩展的标准模型的引力子是暗物质粒子和stau是长寿的。如果夸克和胶子之间存在显著的质量差，强子对撞机产生的Staus往往很快（β>0.8），基于它们飞行时间延迟或异常电离的搜索变得不那么有效。这样的态可以被认为是具有相同线性动量和略微降低的能量的规则μ子。与通常的超对称模型（其中中性伴子是LSP）相比，这种情况意味着（i）更多的轻子（衰变链末端的两个态），（ii）强的e-mu不对称性，以及（iii）更少的E_T（仅来自中微子，因为最轻的中性伴子衰变为态）。我们从目前的大型强子对撞机分析（同号双轻子和多轻子事件）研究了这种超对称性的界限，并讨论了观测的最佳策略。
2012-09-10 hep-ex hep-ph
Constraining long-lived particles from Higgs boson decays at the LHC with displaced vertices and jets
本文利用ATLAS位移顶点加喷流搜索的重铸，有效约束希格斯玻色子衰变产生的长寿命粒子，尤其对1-100毫米衰变长度敏感，补充了参数空间覆盖。
2024-08-21 hep-ex hep-ph
Recasting LHC searches for long-lived particles with MadAnalysis 5
我们提出了一个扩展的简化的快速检测器模拟器MadAnalysis 5 -SFS框架-与方法，使其适合于治疗任何种类的长寿命粒子。这允许用户使用直观的Python命令和简单的C++方法来引入与长寿命粒子相关的检测器效果，并实现与其属性相关的选择切割和绘图。特别是，现在可以很容易地模拟典型高能物理探测器内部的磁场对任何带电物体轨迹的影响。作为这种新发展的能力的一个例证，我们实现了三个现有的LHC分析专用于长寿命的对象，即CMS运行2搜索位移轻子在$eμ$通道（CMS-EXO-16-022），完整运行2 CMS搜索消失的轨道签名（CMS-EXO-19-010）和部分运行2 ATLAS搜索具有一对相反电荷轻子的位移顶点（ATLAS-SUSY-2017-04）。我们记录了这些分析的所有MadAnalysis 5 SFS实现的仔细验证，这些分析作为MadAnalysis 5公共分析数据库及其相关数据集的条目公开提供。
2022-07-04 hep-ex hep-ph
A guide to hunting long-lived particles at the LHC
本文是一篇关于在大型强子对撞机上寻找长寿粒子的教学评论，主要针对寻求启动和/或深化该领域研究的实验学家和理论家。我们涵盖了一般理论先验和示例模型，长寿命粒子的主要实验技术以及估计信号效率和背景速率的一些微妙之处。
2022-12-07 hep-ph
Searching for high speed long-lived charged massive particles at the LHC
寻找长寿命CHARGed Massive Particles（CHAMP）的传统方法是利用延迟的飞行时间和高电离能损失来识别慢（小$β$）径迹。但在LHC的7-14 TeV质心能量下，CHAMP可能会被高度提升（高$β$），因此看起来更像是一个最小电离粒子，而对于高动量μ子（超过$\sim$ 500 GeV/c），辐射效应主导能量沉积。这表明了在LHC上寻找CHAMP的新策略。利用能量沉积从不同的探测器组件，我们构建了一个提升的决策树判别分离高动量CHAMP从高动量μ子。这种方法大大增加了CHAMP的搜索潜力，它可以用来区分可能的di-CHAMP或CHAMP-μ子共振模型从di-μ子共振模型。我们使用mGMSB模型和最近提出的双CHAMP模型来说明新方法，并使用最近的CDF CHAMP结果更新了这两种模型的CHAMP质量限制。
2010-03-18 hep-ex hep-ph
Long-lived charged Higgs at LHC as a probe of scalar Dark Matter
在约束标量暗物质模型（CSDMM）下，研究了LHC实验中惰性带电Higgs玻色子$H^\pm$的产生和衰变。在CSDMM中，惰性双重态和单重态标量的质谱是从GUT标度的初始条件通过RGE演化来预测的。计算了LHC中$pp\to H^+H^-,\, H^\pm S_i^0$过程的截面，结果表明，对于轻粒子$H^\pm$，第一个过程主要由顶夸克介导的1-圈图控制，在s-通道中有Higgs玻色子.在参数空间的很大一部分中，$H^\pm$是长寿的，因为它们衰变为主要的单线态标量暗物质（DM）和次轻（NL）标量，$H^\pm\to S_{\text{DM, NL}} ff',$被小的单重态-二重态混合角和中等的质量差$ ΔM=M_{H^+}-M_{\text{DM}} .$所抑制。实验上可测量的$H^\pm$的位移顶点衰变到轻子和/或轻子。或喷射和丢失的能量允许人们在巨大的$W^+W^-$背景上发现$H^+H^-$信号。我们提出了在LHC研究这种情况的基准点。然而，如果$H^\pm$是短暂的，则随后的衰变$S_{\text{NL}}\to S_{\text{DM}} f\bar f$必然产生额外的位移顶点，这些位移顶点允许重建完整的$H^\pm$衰变链。
2014-01-13 hep-ex hep-ph
LHC experiments for long-lived particles of the dark sector
暗物质方案正在大型强子对撞机的通用实验中通过快速衰变状态进行测试。与此同时，新的专用探测器已被提议用于大型强子对撞机，以探测预测远离相互作用点衰变的长寿命粒子的暗物质门户理论：MoEDAL-MAPP，MoEDAL-MALL，FASER，SND@LHC，CODEX-b，MATHUSLA，AL 3X，ANUBIS，FACET，milliQan，FORMOSA。此外，SHiP束流收集实验计划与SPS束一起运行，以扩大对此类粒子的发现范围。探测器的设计和预期的物理灵敏度，这些实验的重点是解释的暗物质的性质的方案。
2021-12-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Detecting hidden sector dark matter at HL-LHC and HE-LHC via long-lived stau decays
研究了一类超引力模型，其中标准模型规范群的超引力模型被一个隐扇区$U(1)_X$规范群扩展，隐扇区中最轻的超对称粒子是中性伴子.我们研究了这种可能性在一类模型中的stau是最轻的超对称粒子的MSSM部门和次轻的超对称粒子的$U(1)_X$ -扩展的SUGRA模型。在这种情况下，Stau将衰变为隐藏扇区的中性伴子。对于stau和隐藏扇形中性伴子之间的质量差很小并且$U(1)_Y$和$U(1)_X$之间的混合也很小的情况，stau可以衰变为隐藏扇形中性伴子和tau，tau可以被重建为来自带电stau的高$p_T$轨道的位移轨道。对HL-LHC和HE-LHC进行了这种可能性的模拟。发现这样一个从恒星轨道偏移的轨道将表明隐藏的扇形暗物质的存在。
2019-03-13 hep-ex hep-ph
Melting LHC detectors: A novel search for stopped long-lived particles
SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Leinweber Institute for Theoretical Physics, Department of Physics, Stanford University（莱因韦伯理论物理研究所，斯坦福大学物理系）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University（卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所，斯坦福大学物理系）；William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（威廉·H·米勒三世物理与天文系，约翰斯·霍普金斯大学）；Department of Physics and Astronomy, University of Delaware and the Bartol Research Institute（特拉华大学物理与天文系及巴托尔研究所）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）
通过熔化LHC探测器材料并结合离心分离和质谱分析，提出一种新方法用于发现静止长寿命粒子，如gluino和stop。
2026-10-30 hep-ex hep-ph
Searching for New Long Lived Particles in Heavy Ion Collisions at the LHC
我们表明，重离子碰撞在大型强子对撞机提供了一个有前途的环境，寻找新的长寿粒子在动机良好的新物理方案。一个优点在于可以用较宽松的触发器操作主探测器，如果长寿命粒子以低横向动量产生，则可以增加可观测事件的数量。此外，在重离子碰撞中没有堆积可以避免在未来质子运行中将存在的系统性干扰，例如顶点错误识别的问题。最后，还有一些新的产生机制在质子碰撞中不存在或效率低下。我们表明，宽松的触发器可以单独在重离子数据中搜索与质子数据竞争的中微子最小标准模型中产生的B介子衰变中的重中微子的具体例子。我们的研究结果表明，比铅轻的离子的碰撞，这是目前正在讨论中的重离子社区，是很好的动机，从寻找新物理的观点。
2020-01-14 hep-ex hep-ph
Spin and Chirality Determination of Superparticles with Long-Lived Stau at the LHC
长寿命态出现在各种超对称模型中，如规范介导超对称破缺模型。在大型强子对撞机实验中，长寿命态不仅对超对称信号的发现很有用，而且对研究超粒子的详细性质也很有用。讨论了在长寿命态框架下获得超粒子自旋和手征信息的方法。我们还表明，这种研究可以用来区分超对称模型与其他新物理模型，如普遍额外维模型。
2010-07-19 hep-ph
Production of Long-Lived Sleptons at LHC
我们分析了MSSM参数空间，并讨论了所谓的共湮灭区附近的窄带，其中slepton可能是长寿命粒子。这个区域与WMAP对暗物质的限制是一致的，并且取决于$\tanβ$的值。在这个区域，恒星是长寿的，可以通过探测器。由于相对较小的质量（150 $÷$ 850 GeV），它们在LHC的生产截面可能达到几个% pb。
2005-09-16 hep-ph
Long-lived heavy neutral leptons at the LHC: four-fermion single-$N_R$ operators
在过去的几年里，在大型强子对撞机上寻找重中性轻子（HNL）的兴趣大大增加。在最小的情况下，HNL通过与标准模型（SM）谱中的活性中微子混合而产生和衰变。然而，许多SM扩展与HNL已在文献中讨论，有时会改变预期的LHC灵敏度急剧。在$N_R$ SMEFT中，我们扩展了SM有效场论，引入了SM单重态费米子，使得我们可以用“模型无关”的方式研究HNL现象。在本文中，我们研究了ATLAS对具有单个HNL的四费米子算符的$N_R$ SMEFT中HNL的灵敏度。这些运营商可能会主导HNL的生产和衰变，我们发现，新的物理尺度超过20 TeV可以探测在高光度LHC。
2022-01-14 hep-ex hep-ph
Long-lived TeV-scale right-handed neutrino production at the LHC in gauged $U(1)_X$ model
标准模型的规范$U(1)_X$扩展是一个简单而一致的框架，自然地包含三个右手中微子（RHN），用于产生观察到的轻中微子质量和I型跷跷板机制的混合。我们研究碰撞机可测性的$U(1)_X$模型，无论是在其最小形式与传统的电荷，以及与一个替代的电荷分配，通过共振生产的$U(1)_X$规范玻色子（$Z^\prime$）和随后的衰变成一对RHN。我们首先从最新的LHC双轻子搜索中得到了新规范耦合$g_X$作为$Z'$ -玻色子质量的函数的更新上限。然后，我们确定的最大可能的截面为RHN对生产在这些限制。最后，我们调查的可能性有一个RHN长寿，即使是TeV级的质量。利用轻中微子质量矩阵的一般参数化方法再现了中微子振荡的观测数据，并进行了参数扫描，得到了最轻中微子质量本征值（$m_{\rm lightest}$）与RHN最大寿命的简单关系式.我们发现，对于$m_{\rm lightest}\lesssim 10^{-5}$ eV，在最小的$U(1)_X$的情况下的RHN之一可以是长寿命的位移顶点签名，可以在大型强子对撞机和/或专用的长寿命粒子探测器，如MATHUSLA搜索。换句话说，一旦观察到一个长寿命的RHN，我们就可以在这个模型中为最轻的中微子质量设定一个上限。
2019-06-10 hep-ex hep-ph
Long-lived particles at the LHC: catching them in time
我们探讨了在LHC中使用精确定时信息来寻找长寿命粒子（LLP）的物理潜力。与轻标准模型粒子相比，大质量LLP的衰变产物到达探测器的时间延迟约为纳秒级。我们提出了新的策略，利用这个时间延迟功能，通过使用初始状态辐射的时间戳的碰撞事件，并要求至少一个LLP内的检测器衰减。这种搜索策略适用于各种型号。除了概述这种一般的方法，我们证明了它的有效性，预计达到两个基准的情况下：希格斯衰变成一对LLP，并对生产的长寿命的中性中子在规范介导的超对称性破缺模型。我们的策略增加了两个数量级或更多的LLP的寿命的敏感性，特别是表现出更好的行为与线性依赖于寿命在大的寿命区域相比，传统的LLP搜索。定时信息显著地减少了标准模型背景，并为LLP搜索提供了强大的新维度。
2019-04-12 hep-ex hep-ph
Testing Neutrino Dipole Portal by Long-lived Particle Detectors at the LHC
本研究提出在高亮度LHC运行阶段，利用长寿命粒子（LLP）探测器搜寻重中性轻子产生的单个高能光子，探测中微子偶极模型的电磁耦合，分析了四种耦合情形下的探测灵敏度，证实特定情形下可拓展偶极耦合探测范围。
2023-07-07 hep-ex hep-ph
Long-Lived stop at the LHC with or without R-parity
我们考虑的情况下，引力子LSP和DM与停止NLSP都在R-奇偶守恒和R-奇偶违反超对称性（RPC和RPV超对称性，分别）。我们讨论了宇宙学的界限从大爆炸核合成（BBN）和引力子丰度，然后集中在长期的信号停止在大型强子对撞机作为位移顶点或亚稳粒子。最后，我们讨论了如何区分R-宇称守恒和R-宇称破缺终止衰变，如果它们发生在检测器和抑制SM背景。
2014-03-19 hep-ph
Probing a long-lived pseudoscalar in type-I 2HDM with displaced vertices and jets at the LHC
Yantai University（烟台大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
研究在LHC上通过位移顶点和喷注探测类型I二双态模型中长寿命赝标量A的发现前景，分析其在不同参数空间中的排除情况。
2026-03-29 hep-ex hep-ph
Long-lived staus at the LHC
超对称的情况下，一个非常弱的相互作用最轻的超粒子（LSP）-如引力子或轴子-自然会产生一个长寿命的近LSP（NLSP）。在Stau NLSP的情况下，这种情况在对撞机上以非常突出的方式出现。我们提出了LHC的敏感性，这些类的情况下，在简化模型的框架。这使得我们可以对最轻的Stau、Gluino和Squarks的质量进行严格的限制。
2012-07-12 hep-ph
Signatures of Long-Lived Heavy Neutral Leptons from Neutrinophilic Charged Higgs Pair Production at the LHC
University of Alabama（阿拉巴马大学）；Sogang University（西江大学）
本文研究了在LHC上通过电荷Higgs对产生长寿命重中性轻子的顶点位移特征，探讨了单个和双顶点信号的观测可能性。
2026-11-04 hep-ex hep-ph
Measurement of the Superparticle Mass Spectrum in the Long-Lived Stau Scenario at the LHC
在具有长寿命状态的超对称场景中，LHC实验为我们提供了精确测量超粒子质量的良好环境。我们研究的情况下，最轻的斯陶和其他slepton之间的质量差约为10 GeV或更大，使较重的slepton的衰变产物是很难被检测到。我们证明了中性伴子，slepton和squarks的质量可以测量具有良好的精度。
2009-10-30 hep-ph
Squark Mass Measurement in the Long-lived Stau Scenario at the LHC
在大型强子对撞机上，长寿命的斯陶假设是一个有趣的可能性。我们研究在这种情况下的夸克质量测量，特别是，我们表明，左手和右手的夸克质量都是可测量的。在超对称事件中，预计会出现多股喷流，这成为组合背景的来源。为了减少这种背景的半球分析，我们讨论的质量测量的夸克在衰变模式的左手夸克到夸克+（中性/带电）Wino和右手夸克到夸克+ Bino。
2010-12-06 hep-ph
Data-driven Model-independent Searches for Long-lived Particles at the LHC
中性长寿命粒子（LLP）受到许多BSM方案的高度激励，如超对称性，重子生成和中性自然性理论，并为LHC提供了巨大的发现机会和实验挑战。当前LLP搜索的一个主要瓶颈是SM背景的预测，这通常是不可能准确模拟的。在本文中，我们提出了一个通用的策略，以获得差分，数据驱动的背景估计LLP搜索，从而显着扩展的范围LLP的质量和寿命，可以发现在LHC。我们专注于LLP衰减的ATLAS μ子系统，其中触发器提供信号和控制样品可在LHC运行-2。虽然许多现有的搜索需要两个位移衰变，背景的详细知识将允许非常包容的搜索，只需要一个检测到的LLP衰变。正如我们针对奇异希格斯粒子衰变中LLP对产生的$h \to X X$信号模型所证明的那样，这导致适当寿命$\gtrsim 10$ m的灵敏度显着提高。在中性自然性理论中，这将范围扩大到远低于$\bar b b$阈值的胶球质量。我们的策略很容易推广到其他信号模型，和其他检测器子系统。因此，这个框架本身的发展，一个系统的，独立于模型的LLP搜索程序，在类比非常成功的快速搜索的简化模型框架。
2017-01-03 hep-ex hep-ph
LHC phenomenology with hidden sector dark matter: a long-lived stau and heavy Higgs in an observable range
与标准模型具有非常弱相互作用的隐藏扇区的存在对LHC签名具有重要意义。在这项工作中，我们讨论了LHC的现象，包括一个隐藏的部门由$U(1)$扩展MSSM/SUGRA。我们考虑动力学混合和Stueckelberg质量混合之间的$U(1)$规范场的隐藏部门和$U(1)_Y$的可见部门。这种模型具有扩展的参数空间。我们在这里考虑这个参数空间的两个有限区域。在第一种情况下，我们考虑一个$U(1)$规范场随着手征领域所需的施图克尔伯格机制的操作和讨论之间的混合隐藏和可见的部门。在这里，如果Stau是MSSM扇区中最轻的超粒子，而隐藏扇区的中性伴子是整个系统的LSP和暗物质候选者，那么Stau可以是长寿的，并在LHC探测器跟踪器内衰变。在第二种情况下，我们在隐藏扇区中包含额外的类矢量物质，除了隐藏扇区中的两个中性伴子之外，它还可以产生狄拉克费米子。中性伴子区现在有6个中性伴子，我们假设其中最轻的是LSP，并且是类希格西诺的。在这种情况下，暗物质由马约拉纳费米子和狄拉克费米子组成，小的$μ$导致重的希格斯玻色子质量，它们位于HL-LHC和HE-LHC的可观测范围内。
2019-09-18 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
Vectorlike leptons and long-lived bosons at the LHC
本研究探讨含重弱单态类矢量轻子$\tau^\prime$的可重整化理论，分析其衰变长寿命赝标量的LHC信号，指出几米衰变长度的赝标量会在探测器μ子室沉积能量，为对撞机新物理寻找提供方向。
2023-08-29 hep-ex hep-ph
Triggering long-lived particles in HL-LHC and the challenges in the first stage of the trigger system
在触发系统的第一阶段触发长寿命粒子在LLP搜索中非常关键，以确保我们不会在一开始就错过它们。大型强子对撞机未来的高亮度运行将增加每个束流交叉的堆积事件数量。在硬件、固件和软件方面都将有重大升级，例如在1级（L1）跟踪以及包括MIP定时检测器。L1触发菜单也将被修改，以应对堆积并保持对物理过程的敏感性。在我们的研究中，我们发现通常的1级触发器，主要用于触发提示粒子，在HL-LHC的140 PU环境中对LLP搜索不是很有效，因此需要在LLP菜单中包括专用的L1触发器。我们认为，衰减的LLP到喷气机和开发专用的喷气机触发器使用的轨道信息，如果可用的话，在L1选择LLP事件的区域定时信息。我们表明，在我们的工作中，这些触发器给有希望的结果，在确定LLP事件与中等触发率。
2020-03-09 hep-ex hep-ph
Dark scalar reinterpretation of searches for Higgs boson decays into long-lived particles at the LHC
该研究在标量门户框架下重新解释了LHC上希格斯玻色子衰变成长寿命粒子的搜索，评估了不同实验策略的灵敏度，并指出未来改进的方向。
2025-12-23 hep-ex hep-ph
Gluon jet as a probe of a long-lived colored particle at the LHC
在一些新的物理模型中，存在一种长寿命的有色粒子。虽然这样的粒子有望通过研究类μ子径迹发现，但在大型强子对撞机上区分强子事件和轻子事件并不容易。我们主要研究与单个硬胶子喷注有关的带电径迹事件。它们对有色长寿命粒子很敏感，并且在应用速度切割后几乎不受背景影响。我们还研究了探测粒子性质的过程。
2010-02-20 hep-ph
Probing pair production of long-lived scalars via an off-shell Standard-Model-like Higgs boson at the LHC
Yantai University（烟台大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
研究通过离壳希格斯玻色子产生长寿命标量粒子对，利用ATLAS位移顶点搜索限制参数空间，并评估高亮度LHC的灵敏度提升。
2026-09-02 hep-ex hep-ph
Dark matter and long-lived particles at the LHC
虽然弱相互作用大质量粒子（WIMP）的范式在过去几十年中指导了我们对暗物质的搜索策略，但他们的零结果激发了人们对指向非标准签名的替代解释的兴趣。在这篇文章中，我们讨论的现象学的暗物质模型预测长寿命粒子在大型强子对撞机。我们专注于模型与$Z_2$ -奇数暗扇区-在降序的暗物质耦合-共湮灭，转换驱动的冻结或superWIMP/冻结的情况下，可以实现。
2018-05-18 hep-ph
$\boldsymbol{Ω_b^- \to (Ξ_c^+ \, K^-) \, π^-}$ and the $\boldsymbol{Ω_c}$ states
我们研究了弱衰变$Ω_b^- \to (Ξ_c^+ \, K^-) \, π^-$，鉴于窄$Ω_c$状态最近测量的LHCb合作，后来证实的Belle合作。在耦合通道中，利用局部隐规范方法的推广，将$Ω_c(3050)$和$Ω_c(3090)$描述为介子-重子分子态。我们调查的$ΞD$，$Ξ_c \bar K$和$Ξ_c^\prime \bar K$不变的质量分布作出预测，可以面对未来的实验，提供有用的信息，可以帮助确定这些国家的量子数和性质。
2018-03-08 hep-ph
Determining the lifetime of long-lived particles at the HL-LHC
我们研究了大型强子对撞机的能力，以确定长寿命的粒子假设不同的衰变最终状态的平均适当的寿命。我们主要集中在LHC的高亮度运行，因此，根据HL-LHC运行的大量堆积和各种升级来展开我们的讨论。我们采用模型依赖和模型无关的方法，以重建适当的寿命的中性长寿命粒子衰变成位移轻子，可能伴随着丢失的能量，以及带电的长寿命粒子衰变成轻子和丢失的能量。我们还提出了一个讨论的寿命估计的中性长寿命粒子衰变到位移射流，随着在高PU环境的HL-LHC的挑战。在一般性讨论之后，我们使用几个新的物理模型来说明和讨论这些方法。我们的结论是，在许多具体的情况下，寿命确实可以重建。最后，我们讨论在何种程度上包括定时信息，这是一个重要的补充，在第二阶段升级的CMS，可以改善这样的分析。
2021-02-24 hep-ph
Measuring lifetimes of long-lived charged massive particles stopped in LHC detectors
长寿命带电大质量粒子（CHAMP）出现在标准模型之外的各种粒子物理模型中。在这封信中，我们讨论了在LHC探测器上研究这种长寿命CHAMP的停止和衰变事件的前景，并表明通过使用无$pp$碰撞的周期，在寿命O（0.1）-O（10^{10}）sec的宽范围内，使用LHC探测器测量寿命（和研究衰变产物）是可能的。即使是一秒量级的短寿命也可以通过以下方式测量：（i）用在线事件过滤器识别停止事件，（ii）立即产生停止LHC的$pp$碰撞的束流收集信号，同时（iii）改变触发菜单以优化它以检测量热计中的CHAMP衰变。还讨论了其他可能性。
2009-09-28 hep-ph
The Fate of Long-Lived Superparticles with Hadronic Decays after LHC Run 1
LHC的超对称性研究是高度多样和高度限制的，但绝大多数都集中在最后阶段可见衰变迅速的情况下。因此，具有探测器尺度寿命的超粒子的场景仍然是亚TeV超对称性的诱人可能性，因为明确的限制相对稀疏。尽管如此，现有的对碰撞稳定和移位的新粒子的极低的背景搜索有助于重新塑造为强大的长寿命超粒子搜索，即使是那些搜索高度非优化的模型。在本文中，我们评估的重子R-宇称破坏，规范调解，和迷你分裂超对称性的背景下，这样的模型的地位。我们探讨了一些常见的简化谱强子衰变可以是重要的，采用重铸的大型强子对撞机搜索，利用不同的探测器系统和最终状态的对象。这里考虑的LSP/NLSP可能性包括一般的有色超粒子，如胶子和光味方子，以及较轻的停止和准简并希格斯诺多重态的自然性。我们发现，互补覆盖大片的质量和寿命是可以实现的叠加限制，特别是从CMS的基于跟踪器的位移dijet搜索和重稳定的带电粒子搜索。添加在提示搜索，我们发现许多情况下，一系列的超粒子质量，现在被排除在零寿命到无限寿命，没有差距。在其他情况下，移位搜索提供了任何生命周期中唯一现存的限制。
2015-03-19 hep-ex hep-ph
Tumblers: A Novel Collider Signature for Long-Lived Particles
在本文中，我们指出了一个新的签名的物理学超越了标准模型，这可能会被观察到在大型强子对撞机（LHC）和未来的对撞机。这个特征在标准模型的许多扩展中自然出现，是由不稳定的长寿命粒子沿着同一衰变链连续衰变产生的多个位移顶点造成的。我们把这样一个置换的顶点序列称为“n”。“我们研究了在LHC上观察翻转器的前景，并评估了翻转器签名可以在多大程度上与新物理学的其他签名区分开来，这些签名也涉及同一对撞机事件中的多个位移顶点。作为这种分析的一部分，我们还开发了一个程序，用于重建相应衰变链中所涉及的粒子的质量和寿命。我们发现，发现和区分不倒翁的前景，可以大大提高利用精确的定时信息，如将提供的CMS定时层在高光度LHC。因此，我们的分析提供了强大的额外的动机，继续努力，以提高对撞机探测器在LHC及以后的计时能力。
2022-11-10 hep-ex hep-ph
Probing High Reheating Temperature Scenarios at the LHC with Long-Lived Staus
我们调查的可能性探测高再热温度的情况下，在LHC，在超对称模型中，引力子是最轻的超对称粒子，和stau是次轻的超对称粒子。在这种情况下，大爆炸核合成和引力子丰度给出了严格的胶子质量上限。我们发现，如果再加热温度为\sim 10^8 GeV或更高，则在大部分参数空间中，在\sqrt{s} =7 TeV的积分亮度为O（1 fb^{-1}）的LHC上可以测试该方案。
2010-11-08 hep-ph
Long-lived higgsinos as probes of gravitino dark matter at the LHC
我们研究了LHC对具有轻希格斯玻色子、小R宇称破缺和引力子暗物质的超对称模型的敏感性。费米-LAT对伽马射线搜索中衰变的引力子暗物质的限制为类希格斯诺中性伴子NLSP衰变长度设定了一个下限，从而产生了位移顶点对撞机的签名。利用公开可用的信号、背景和探测器响应的模拟工具，我们发现质量在100-400 GeV、R宇称破缺在10^-8 ~ 10^-9之间的希格斯玻色子可以出现在积分亮度为10-30 fb^-1的8 TeV LHC数据中。我们证明，在信号的情况下，希格西诺质量可以通过重建的双μ子质量的边缘。
2013-03-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Detecting long-lived multi-charged particles in neutrino mass models with MoEDAL
某一类中微子质量模型预测了长寿命粒子，其电荷是质子的四倍或三倍。这样的粒子，如果它们足够轻，可以在LHC中产生并被检测到。我们研究了用MoEDAL探测器观测这些长寿命多电荷粒子的可能性，MoEDAL探测器对低速长寿命粒子（$β$）和大电荷长寿命粒子（$Z$）具有灵敏度，其中$Θ\equiv β/Z \lesssim 0.15$。我们表明，多带电标量粒子与一个大的$Z$给MoEDAL三倍的优势;减少$Θ$由于与检测器的强相互作用，和增强的光子融合过程，这不仅增加了生产截面，但也降低了平均生产速度，进一步减少$Θ$。为了证明MoEDAL在多电荷长寿命粒子上的性能，研究了两个具体的中微子质量模型。在第一个模型中，新的物理扇区是无色的，包含长寿命的粒子，其电荷为2、3和4。一项独立于模型的研究发现，如果这些粒子分别轻于600、1100和1430 GeV，MoEDAL可以在HL-LHC（$L = 300$ fb $^{-1}$）上预期超过1个信号事件。这些与$L = 36$ fb $^{-1}$的当前ATLAS极限650、780和920 GeV进行比较。第二个模型有一个有色的新物理扇区，它拥有长寿命的粒子，其电荷为4/3、7/3和10/3。相应的MoEDAL在HL-LHC上的质量分别为1400、1650和1800 GeV，而目前CMS对$L = 36$ fb $^{-1}$的限制为1450、…
2021-08-04 hep-ex hep-ph
LLPNet: Graph Autoencoder for Triggering Light Long-Lived Particles at HL-LHC
针对HL-LHC一级触发系统难以高效筛选低质量长寿命粒子位移事例的问题，提出基于边缘卷积的轻量图自编码器LLPNet，在可容许本底率下实现了显著的信号接收度。
2023-08-25 hep-ex hep-ph
Long-Lived HNLs via ALP Portal at the LHC
Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València)（粒子物理研究所（CSIC-瓦伦西亚大学)）；Department of Physics, University of Cyprus（塞浦路斯大学物理系）
本文研究了通过ALP通道在高亮度LHC上探测长寿命HNL的前景，考虑了未来远距离探测器和ATLAS的模拟。在ALP质量超过TeV时，HNL通过维度8算子与胶子耦合产生，同时计算了通过N_R SMEFT算子产生HNL的未来LHC灵敏度。
2026-04-20 hep-ph
