Techniques and results of neutral long-lived particle searches in ATLAS and CMS in LHC Run 2
选定的搜索中性长寿命粒子的结果与位移和延迟喷射，无轨喷气机和新兴的喷气机，以及位移μ子，获得的数据记录在一个中心的质量能量为13 TeV的ATLAS和CMS合作在LHC的运行2，以及挑战和技术。
2019-07-31 hep-ex
Probing new physics with displaced vertices: muon tracker at CMS
长寿命的粒子可以通过“位移顶点”在LHC上显现出来--几个带电的轨道起源于与质子相互作用点相隔一段宏观距离的位置。在这里，我们展示了一个潜在的μ子跟踪器在CMS实验位移顶点搜索。我们使用重中性轻子和Chern-Simons门户作为长寿命粒子的两个例子，CMS μ子跟踪器可以提供有关其属性的基本信息。
2019-10-15 hep-ex hep-ph
Search for long-lived particles in ATLAS and CMS
ATLAS和CMS探测器可用于寻找重的长寿命粒子，这些粒子可能是标准模型之外的物理学信号。这些新的状态可以通过利用它们独特的特征来与标准模型粒子区分开，这些特征包括从探测器体积内任何地方的多轻子和/或喷流产生，到具有低速度和高动量的最小电离粒子。这里回顾了ATLAS和CMS提出的搜索这些信号的策略，特别强调触发器和检测器操作可能面临的挑战。
2008-10-08 hep-ex
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
On the Origin of Long-Lived Particles
MATHUSLA是一个拟议中的大体积位移顶点（DV）探测器，位于CMS上方的表面，旨在寻找HL-LHC产生的长寿命粒子（LLP）。我们表明，在MATHUSLA发现LLP不仅可以证明BSM物理的存在，还可以揭示LLP的理论起源，尽管MATHUSLA没有收集LLP衰变产物的能量或动量信息。我们的分析是简单和强大的，使得它很容易推广到包括更复杂的LLP的情况下，我们的方法是适用于LLP衰变中发现的ATLAS，CMS，LHCb，或其他外部检测器。在LLP检测事件中，MATHUSLA可以作为主检测器的1级触发器，确保在CMS中读取LLP生产事件。我们进行LLP简化模型分析表明，结合MATHUSLA和CMS检测器的信息将允许LLP生产模式拓扑结构被确定与$\sim 100$观察到的LLP衰变。基本的理论参数，如LLP和母粒子质量，也可以用$\lesssim 10\%$精度测量。结合从观测到的DV的几何性质中获得的LLP衰变模式的信息，很明显，MATHUSLA和CMS一起将能够非常详细地描述任何新发现的物理学。
2021-11-01 hep-ex hep-ph
Searches for long-lived and highly-ionizing particles at the CMS and ATLAS experiments
长寿命粒子包含在各种超越标准模型的理论中，包括超对称模型、宇宙额外维度或彩色理论。如果这种粒子的寿命足够长，它就可以在衰变之前进入--甚至穿过--探测器。因此，与传统的搜索标准模型之外的粒子相比，搜索长寿命粒子需要非常不同的搜索策略。如果新粒子不仅是弱相互作用的，粒子本身就可以被重建，而不仅仅是通过它的衰变产物。这种新的重带电粒子的一个非常特殊的特征是它们在穿过探测器时的电离损失很大。本文总结了在CMS和ATLAS实验中对长寿命粒子的搜索，这些实验利用了新粒子每路径长度（dE/dx）的潜在高电离损失。在8和/或13 TeV数据上执行所呈现的搜索。此外，在CMS和ATLAS实验的dE/dx测量的方法的概述。
2016-09-27 hep-ex
An alternative method for searching for dimuon displaced vertices in the short-range region with ATLAS and CMS
本文针对 ATLAS 和 CMS 双缪子位移顶点搜索，指出毫米级短程区域被忽视，并提出完全基于数据的新方法以降低系统误差、提升发现潜力。
2024-12-07 hep-ex hep-ph
Search for long-lived charged particles using the CMS detector in Run-2
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本研究利用CMS探测器在2017-2018年的数据，通过硅径迹仪中的异常电离信号搜索长寿命带电粒子，提出了一种基于像素和条探测器独立电离测量的新颖本底预测方法，并在多种超越标准模型下解释了结果。
2024-12-03 hep-ex
Strategy and performance of the CMS long-lived particle trigger program in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13.6 TeV
EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））
CMS实验在$\sqrt{s}$=13.6 TeV质子-质子碰撞中改进了长寿命粒子触发程序，通过理论基准模型扩展标准模型，提高了相关搜索的范围和性能。
2026-09-24 hep-ex
Enhanced long-lived dark photon signals at lifetime frontier detectors
本文研究新暗光子模型中隐藏辐射过程对长寿命暗光子信号的增强作用，评估FACET、FASER、MATHUSLA和CMS-MTD等寿命前沿探测器的探测能力，发现该过程显著扩大可探测参数空间，且不同探测器具有互补性。
2023-12-23 hep-ex hep-ph
R-Hadron and long lived particle searches at the LHC
如果长寿命的带电粒子存在，并且是在LHC中产生的，它们的速度可能会比光速慢得多。在设计LHC实验、ATLAS和CMS的过程中，没有考虑到这种独特的特征。因此，需要评估硬件和触发器能力。介绍了LHC实验中发现长寿命粒子的模型无关方法。它们使用两个基准进行测试，一个在GMSB中，一个在Split SUSY中。重点是硬件和触发问题，以及重建方法开发的ATLAS和CMS。两个实验都建议基于飞行时间（TOF）的方法。然而，实施是不同的。在ATLAS中，第一个beta估计已经在触发级别完成。CMS还使用dE/dx来估计beta。
2007-10-21 hep-ex
Search for b hadron decays to long-lived particles in the CMS endcap muon detectors
EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)（欧洲核子研究中心）
利用CMS端帽缪子探测器，研究$b$轻子子衰变产生长寿命粒子的特性，并获得$\Phi$质量范围内的分支比上限。
2026-01-17 hep-ex
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
Search for long-lived particles decaying in the CMS endcap muon detectors in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 13 TeV
对标准模型（SM）希格斯玻色子衰变产生的长寿命粒子（LLP）进行了研究。数据样本由$\sqrt{s} =$ 13 TeV的质子-质子碰撞的137 fb $^{-1}$组成，于2016-2018年在LHC记录。采用一种新的技术重建端盖μ子探测器中的LLP衰变。搜索是敏感的LLP衰变模式和低至几个GeV的群众范围广泛。未观察到超过SM背景的过量事件。最严格的限制迄今为止的分支分数的希格斯玻色子到LLP随后衰变到夸克和$τ^+τ^-$被发现适当的衰变长度大于6，20和40米，LLP质量分别为7，15和40 GeV。
2021-12-27 hep-ex
Searches for strongly-produced SUSY at CMS
本文给出了有色超对称粒子对产生的计算方法。结果涵盖了不同的情况下的胶子和夸克生产，包括模型的分裂超对称预测长寿的胶子，压缩超对称质谱特征的软衰变产物，以及模型与R-宇称违反低或没有丢失的横动量在最终状态。结果是基于质子-质子碰撞记录在$\sqrt{s}=$ 13 TeV的CMS检测器。
2018-11-29 hep-ex hep-ph
Search for stopped long-lived particles produced in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV
在CERN LHC的7 TeV质子-质子操作期间，已经对在CMS探测器中停止的长寿命粒子进行了搜索。当CMS探测器中没有质子-质子碰撞时，即在LHC束交叉之间的间隙中，可以通过观察它们的衰变来推断这些粒子的存在。使用CMS记录的积分亮度为4.0毫微微巴恩斯的数据集，以及对应于246小时触发实时时间的搜索间隔，观察到12个事件，平均背景预测为8.6 +/- 2.4个事件。极限是在95%的置信水平上对长寿命的胶子和停止生产，超过13个数量级的粒子寿命。假设R-强子相互作用的“云模型”，质量低于640 GeV的胶子和质量低于340 GeV的停止子被排除在外，寿命在10微秒到1000秒之间。
2013-03-11 hep-ex
Searches for Exotic Phenomena at ATLAS and CMS
大型强子对撞机（LHC）运行在质心能量为$\sqrt{s}$ = 7和8 TeV的质子-质子碰撞运行I。CMS和ATLAS探测器在数据采集期间都收集了大约20个$fb^{-1}$的8 TeV数据。这个以前所未有的能量收集的大型数据集为寻找新物理学提供了理想的机会。在本文中，选择最近的结果，从ATLAS和CMS合作有关搜索奇异现象。这些分析的信号模型包含重共振、暗物质粒子和长寿命粒子。
2014-11-10 hep-ex hep-ph
Exploring Uncharted Soft Displaced Vertices in Open Data
软位移径迹簇对应于暗物质共湮灭机制。特别是，长寿的制度是由未探索的顶级合作伙伴物理学推动的。在这种制度的背景是非常具有挑战性的模型使用传统的模拟方法。我们证明了使用CMS开放数据处理强大的背景的可行性。我们进行这种分析，以寻找压缩和长寿的顶级合作伙伴在8 TeV CMS开放数据事件的积分亮度为11.6 fb $^{-1}$，并获得新的限制。与15-30 GeV的质量分裂之间的顶级合作伙伴和DM候选人，我们排除了顶级合作伙伴的质量低于350 GeV，这是更严格的ATLAS和CMS的结果，使用8 TeV的数据与20 fb $^{-1}$光度。我们的研究还表明，CMS开放数据可以成为一个强大的工具，帮助物理学家探索非传统的新物理，甚至能够直接从数据中推导出奇异信号的新限制。
2021-07-23 hep-ex hep-ph
Search for vector-like leptons with long-lived particle decays in the CMS muon system in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
本研究利用CMS实验138 fb$^{-1}$的13 TeV质子-质子碰撞数据，首次寻找衰变为长寿命轻赝标量玻色子（双光子衰变）和$\tau$轻子的类矢量轻子，未发现显著超出，在95%置信水平下将其质量排除上限推至最高700 GeV。
2025-09-05 hep-ex
Searches for supersymmetry in CMS
从CMS搜索超对称粒子的基础上运行2的数据记录在质心能量为13 TeV的结果进行了总结。强和弱生产的超对称性的情况下被认为是。结果包括寻找夸克和胶子，直接生产charginos，neutralinos和slepton。这些搜索涉及最终状态的对象，包括喷流，失去横向动量，电子或μ子，τ或光子，以及长寿粒子。发现这些检索中的数据与标准模型预测一致，未观察到显著过量。各种各样的搜索渠道都对超对称粒子的质量设定了上限。
2021-05-04 hep-ex hep-ph
Prospects for detecting long-lived particles at the Large Hadron Collider
本论文总结了四年的研究，通过四个独立项目调查了LHC上由超对称、跷跷板等BSM模型预测的长寿命粒子的探测前景，并评估了ATLAS、CMS及首次包括的MoEDAL实验对新物理的灵敏度。
2023-10-20 hep-ex hep-ph
PREFACE: A search for long-lived particles at the Large Hadron Collider
为解决标准模型无法解释的问题，本研究针对LHC前向未探索区域提出简化探测器PREFACE，兼容Run 4标准束管，经模拟评估，其对长寿命粒子的探测灵敏度与FACET等相当。
2025-03-17 hep-ex hep-ph
Prospects for discovering supersymmetric long-lived particles with MoEDAL
我们提出了一个研究的可能性，寻找长寿命的超对称合作伙伴的MoEDAL实验在LHC。MoEDAL对高度电离的物体敏感，如磁单极子或大质量（Meta）稳定带电粒子。我们专注于直接检测长寿命的slepton在一个唯象现实的模型，其中涉及一个中间的中性长寿命粒子的衰变链的前景。这种情况还没有被ATLAS或CMS的当前数据排除，并且与天体物理学的限制兼容。使用蒙特卡罗模拟，我们比较了MoEDAL与ATLAS的敏感性，在这种情况下，MoEDAL可以提供发现达到补充ATLAS和CMS，由于宽松的选择标准结合虚拟的背景。值得指出的是，在这种情况下，带电粒子是主要的长寿命候选者，MoEDAL的相关质量范围与超对称性在解释ANITA探测器观测到的异常事件方面的潜在作用是一致的。
2020-05-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Revealing the Origin of Neutrino Masses through Displaced Shower Searches in the CMS Muon System
本文重新解释 CMS 缪子系统位移簇射搜索，证明其可在 B−L 与 RHN-EFT 中探测低于 seesaw floor 的长寿命右手中微子，并给出 HL-LHC 灵敏度。
2025-05-12 hep-ex hep-ph
Search for long-lived heavy neutral leptons decaying in the CMS muon detectors in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
利用 CMS 缪子探测器中的位移簇射特征，在 138 fb$^{-1}$ 数据中搜索长寿命重中性轻子，未发现显著信号，并在电子（缪子）通道对 2.1-3.0（1.9-3.3）GeV 质量范围设定了迄今最严格的限制。
2024-07-19 hep-ex
Search for long-lived particles decaying in the CMS muon detectors in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
该研究利用CMS缪子探测器在13 TeV质子-质子对撞数据中搜索长寿命粒子，未发现超出标准模型的事例，并对孪生希格斯模型及暗量子色动力学扇区设定了迄今最严格的限制。
2024-08-07 hep-ex
Lepton Number Violation: from $0νββ$ Decay to Long-Lived Particle Searches
我们研究了$0νββ$衰变实验中轻子数破坏的补充检验，在LHC主探测器ATLAS/CMS上的长寿命粒子（LLP）搜索，以及建议的远探测器MATHUSLA。在一个简化的模型与标量双峰$S$和马约拉纳费米子$F$的上下文中，我们表明，虽然$0νββ$ -衰变实验可以探测更大的部分参数空间，LLP搜索可以唯一地探测区域较小的耦合和群众，如果$S$是在TeV规模，而$F$是在或低于电弱规模。我们还调查了现有的搜索，轻子数违反不敏感的参数空间上的约束。
2022-05-31 hep-ex hep-ph
Unravelling the left-right mixing using $0νββ$ decay and collider probes
在最小左右对称模型的背景下，我们研究了当前和未来的无中微子双β（$0νββ$）衰变实验，长寿命粒子搜索在大型强子对撞机的主要探测器ATLAS/CMS，和建议的远探测器MATHUSLA之间的相互作用。重的马约拉纳中微子可以与$W$玻色子衰变产生的非零左右混合的电子相关联，随后衰变为具有相同电荷和喷流的另一个电子。由于大的右手荷电规范玻色子$W_R$质量的抑制，重中微子可能是长寿命的。我们表明，长寿命粒子（LLP）搜索重马约拉纳中微子在同号双轻子通道在大型强子对撞机可以用来扩展$W_R$玻色子的质量范围相对于Keung-Senjanovic（KS）过程的范围。最后，我们表明，在高亮度LHC与主要探测器ATLAS/CMS的LLP搜索的灵敏度与未来的$0νββ$衰变搜索的竞争力。
2022-05-31 hep-ex hep-ph
Thinking outside the beamspot: Other SUSY searches at the LHC (long-lived particles and R-parity violation)
长寿命或违反R宇称的超对称粒子可以避开许多传统的超对称性搜索。本次演讲介绍了由ATLAS和CMS合作使用$\sim$ 20 fb $^{-1}$的质子-质子碰撞在8 TeV的质心能量下进行的长寿命粒子或R宇称违反的超对称性搜索的最新结果。
2015-07-09 hep-ex
Search for Stopped Gluinos in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV at CMS
本文介绍了在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机上首次寻找7 TeV pp碰撞产生的长寿命胶子的结果。这项研究寻找长寿命粒子的证据，这些粒子在CMS探测器中停止，并在光束交叉之间的静止期内衰减。在一个峰值瞬时光度为10^-32 /cm^2/s、积分亮度为10/pb、搜索间隔相当于LHC运行62小时的数据集中，没有观察到明显超出背景的现象。在95%的置信水平上，在13个数量级的胶子寿命胶子对生产的限制。当质量差（m_胶子-m_中性子）>100 GeV/c^2时，假设BR（胶子-> g中性子）= 100%，则在10^-6 s ~ 1000 s的寿命范围内，m_胶子< 370 GeV/c^2的情况被排除。
2011-11-07 hep-ex
First Results of Searches for New Physics at 7 TeV with the CMS detector
回顾了2010年首次利用CMS探测器收集的LHC 7 TeV质子-质子碰撞数据寻找新物理现象的工作。结果提出的搜索新的物理事件与强子喷流对，并为重稳定的带电粒子，包括一个专门的搜索长寿命的粒子，停止在检测器和光束交叉之间的时间衰减。
2011-03-05 hep-ex
Conceptual Design Report for the MATHUSLA Long-Lived Particle Detector near CMS
本报告介绍MATHUSLA长寿命粒子探测器概念设计，其位于CMS附近，利用大体积闪烁体跟踪和岩石屏蔽，探测HL-LHC主探测器灵敏度之外一至两个数量级的LLP信号，并展示高信号效率与极低本底。
2025-03-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Prospects of searches for long-lived charged particles with MoEDAL
我们研究了在大型强子对撞机上用MoEDAL探测器寻找外来长寿命粒子的前景，假设在运行3结束时预计的积分光度为30 fb $^{-1}$。能源和发展部在距离相互作用点几米处安装了核径迹探测器，这些探测器对任何高度电离粒子都很敏感。因此，MoEDAL能够分别检测具有低速度$β< 0.15$或$< 0.3$且寿命大于${\cal O}(1) \,{\rm m}/c$的单电荷或双电荷粒子。我们研究了MoEDAL对各种长寿命单电荷超对称粒子和几种具有不同自旋和SU（2）电荷的双电荷长寿命粒子的灵敏度。我们比较了未来的MoEDAL质量达到目前的限制，从ATLAS和CMS，其中涉及辅助分析假设。MoEDAL对双电荷费米子的搜索尤其具有竞争力。
2020-04-30 hep-ex hep-ph
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
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
Prospects for detecting charged long-lived BSM particles at MoEDAL-MAPP experiment: A mini-review
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；University of Warsaw（华沙大学）
本文综述了MoEDAL-MAPP实验在探测带电长寿命BSM粒子方面的潜力，强调其被动探测方法在超对称模型和中微子质量情景中的独特优势。
2026-01-26 hep-ex hep-ph
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
Search for decays of stopped long-lived particles produced in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV
利用LHC光束交叉之间的时间间隔，对可能在CMS探测器内静止的长寿命粒子进行了搜索。这种粒子的存在可以通过观察它们的衰变来推断，通过CMS量热计中的能量沉积，这些能量沉积出现在与任何质子-质子碰撞完全分离的时间。使用对应于8 TeV质子-质子碰撞的18.6逆毫微微垒的积分亮度的数据集和对应于281小时触发寿命的搜索间隔，观测到10个事件，背景预测为13.2 ± 3.6 - 2.5个事件。极限是在95%的置信水平上的胶子和顶夸克生产，超过13个数量级的平均适当的寿命停止粒子。假设一个R-强子相互作用的云模型，质量< 1000 GeV的胶子和质量< 525 GeV的顶夸克被排除在外，寿命在1微秒到1000 s之间。这些结果是迄今为止对停止粒子的最严格限制。
2015-04-14 hep-ex
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
Proposal to use LHC general-purpose detectors in "beam-dump" measurements for long-lived particles
提出利用LHC的ATLAS/CMS通用探测器开展类束流收集测量，借助量能器次级粒子产生长寿命新粒子，并以CMS中的ALP为例说明其灵敏度优势与扩展潜力。
2025-01-09 hep-ex hep-ph
High Multiplicity Trigger for Long-Lived Particles in CMS detector
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Rice University（莱斯大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Florida（佛罗里达大学）；Northeastern University（东北大学）；Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院实验物理研究所）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Institute of High Energy Physics（高能物理研究所）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究组织（CERN））；University of Wisconsin--Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Boston University（波士顿大学）；Riga Technical University（里加技术大学）；Institute of High Energy Physics of the Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院高能物理研究所）；Seoul National University（首尔国立大学）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
为提升LHC Run3期间对长寿命粒子（LLP）的探测灵敏度，CMS开发了基于阴极条室（CSC）缪子探测器高击中数特征的高多重触发（HMT），优化了触发阈值并在高亮度高堆积条件下保持高效，显著扩展了对非标准LLP信号的探测能力。
2026-06-26 hep-ex
Search for long-lived particles using nonprompt jets and missing transverse momentum with proton-proton collisions at $\sqrt{s} =$ 13 TeV
寻找长寿命的粒子衰减位移，nonprompt射流和失踪的横向动量。数据样本对应于2016-2018年CERN LHC CMS实验收集的13 TeV质心能量下质子-质子碰撞的137 fb $^{-1}$的积分亮度。候选人的信号事件包含nonprompt喷气机确定使用CMS电磁量能器的定时能力。搜索的结果与背景预测是一致的，并解释使用规范介导的超对称破缺参考模型与胶子次轻超对称粒子。在这个模型中，胶子质量高达2100，2500，和1900 GeV被排除在95%的置信水平适当的衰变长度为0.3，1，和100米，分别。对于衰变长度大于$\sim$ 0.5 m的大质量胶子来说，这是迄今为止的最佳极限。
2019-08-28 hep-ex
Digging deeper into SUSY parameter space with the CMS experiment
对超对称性的经典研究并没有给新物理学带来任何强有力的启示。因此，CMS正在设计专门的搜索，以针对更困难和具体的超对称场景。这篇文章提出了三个这样的最新搜索，基于2016年，2017年和2018年CMS探测器记录的13 TeV质子-质子碰撞：寻找重胶子级联通过重次轻的中性伴子在具有增强Z玻色子和缺失横向动量的末态中级联;寻找具有软Taus的末态中的压缩超对称性;以及寻找压缩的、长寿命的强子末态的charginos和消失的轨道。
2021-01-26 hep-ex
A Forward Multiparticle Spectrometer for the LHC: Hadron spectra and Long-lived particle search
我描述了一个可能的前向多粒子谱仪（FMS），可以安装在下游的超导复合偶极D1在运行4，从z = 96 m - 126 m测量多TeV强子谱在低光度p + p碰撞在Rt（s）= 14 TeV，以及p + O和O + O碰撞相关的宇宙线阵雨。轻反核和粲强子在高费曼xF可以测量，都是天体物理学的重要。在全高光度HL-LHC上，可以寻找新的长寿命中性粒子（LLP），这些粒子在20米长，70厘米直径的真空管中衰变到可见衰变模式（包括伽马+伽马，e+e-，mu+mu-，tau+tau-，ccbar和喷流）。FMS特别适合于1GeV < M（X）< 10 GeV的LLP，寿命c.tau从大约10 m到几km。我讨论这作为一个可能的除了CMS，但它还没有正式批准，因此，谈不是代表CMS。
2020-06-21 hep-ex physics.ins-det
Design and deployment of a fast neural network for measuring the properties of muons originating from displaced vertices in the CMS Endcap Muon Track Finder
Rice University（莱斯大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Florida（佛罗里达大学）
该研究设计了一个快速神经网络，用于提高CMS实验中长寿命粒子衰变产物缪子的触发效率，拓展了实验的相空间搜索能力。
2025-11-20 hep-ex
Hidden valley scenario sensitivity in the CMS muon endcap detector
本研究在隐谷框架下探究CMS缪子系统对长寿命粒子位移簇射的灵敏度，采用参数化与混合策略给出模型无关的产生截面上限，分析参数影响并指出强子化模型带来的理论不确定性。
2025-10-01 hep-ex hep-ph
Search for long-lived particles using displaced vertices and missing transverse momentum in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
本文介绍了在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上，在质心能量为13 TeV的质子-质子碰撞中，对长寿命粒子产生的研究。该搜索基于CMS实验在2016-2018年收集的数据，对应于137 fb $^{-1}$的总积分亮度。这种搜索的目的是敏感的长寿命粒子的平均适当的衰变长度在0.1和1000毫米之间，其衰变产物产生的最终状态，至少有一个位移的顶点和失踪的横向动量。一个机器学习算法，提高了超过一个数量级的背景抑制能力，被应用于提高灵敏度。观测结果与标准模型的背景预测相一致，并将其用于约束分裂超对称性（SUSY）和规范介导的SUSY破缺模型.这次搜索是第一次CMS搜索，显示出对强子衰变的长寿命粒子的敏感性，这些粒子来自胶子和中性伴子之间的质量差低于100 GeV的信号。它为分裂超对称模型和规范介导的超对称破裂模型设定了迄今为止最严格的限制，其中胶子固有衰变长度小于6 mm。
2024-06-06 hep-ex
Fast convolutional neural networks for identifying long-lived particles in a high-granularity calorimeter
我们提出了第一个概念证明，直接使用基于神经网络的模式识别来触发来自位移粒子的不同量热计签名，例如那些来自外来长寿粒子衰变的签名。该研究是为一个高粒度前向量热计类似的计划高粒度量热计的CMS探测器在欧洲核子研究中心大型强子对撞机的高亮度升级。在没有假设预测长寿命粒子的特定模型的情况下，我们证明了一个简单的卷积神经网络，原则上可以部署在专用的快速硬件上，可以有效地识别从位移粒子到低能量的簇射，同时提供低触发率。
2020-04-22 hep-ex
Probing exotic long-lived particles from the prompt side using the CONTUR method
本文修改 CONTUR 工作流，利用 prompt 态的探测器修正测量，对极短或极长寿命区间的奇异长寿命粒子模型（如暗物质、hidden sector 等）设定了新约束，弥补了直接搜索的不足。
2024-12-18 hep-ex hep-ph
Search for heavy long-lived charged particles with level-1 trigger scouting data from proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13.6 TeV
CERN（欧洲核子研究组织）
利用CMS探测器在13.6 TeV质子-质子碰撞中收集的一级触发侦察数据，首次在没有触发选择的情况下搜索重长寿命带电粒子，并设置截面上限，扩展了对低β值的灵敏度。
2026-05-27 hep-ex
Search for long-lived particles using displaced jets in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 13 TeV
一个包容性的搜索长寿命的粒子使用位移射流。该搜索使用了2017年和2018年在CERN LHC使用CMS探测器收集的数据样本，来自质心能量为13 TeV的质子-质子碰撞。这次搜索的结果与之前使用CMS探测器在2016年收集的数据样本进行的搜索结果相结合，产生了132 fb $^{-1}$的总积分亮度。该分析搜索与dijet系统相关联的位移轨迹和位移顶点的独特拓扑。对于一个简化的模型，其中成对产生的长寿命中性粒子衰变为夸克-反夸克对，对于长寿命粒子质量大于500 GeV且平均固有衰变长度在2和250 mm之间的情况，在95%置信水平（CL）下排除大于0.07 fb的对产生截面。活标量粒子，每个衰变到一个夸克反夸克对，分支分数大于1%被排除在95%CL的平均适当的衰变长度在1毫米和340毫米之间。一组超对称模型与对产生的长寿命的胶子或顶部squarks衰变成各种最终状态的拓扑结构，其中包括位移喷流也进行了测试。胶子质量高达2500 GeV和顶夸克质量高达1600 GeV被排除在95%CL的平均适当的衰变长度在3和300毫米之间。最高下限的质量达到2600 GeV的长寿命胶子和1800 GeV的长寿命顶夸克。这是迄今为止对这些型号的最严格限制。
2021-07-31 hep-ex
Searches for new physics with leptons and jets at CMS
除了标准模型之外，还有许多物理模型预测新粒子会衰变为轻子、喷流或两者兼而有之。这些模型包括轴胶子、色子、双夸克、激发夸克、重长寿带电粒子、细夸克、兰德尔-桑德拉姆引力子、弦共振和新矢量玻色子（右手W和Z '）。利用2011年和2012年在质心能量为7和8 TeV时收集的数据，CMS合作团队在轻子和喷流通道中搜索了这些新粒子。将提供这些检索的结果。没有新物理学的证据被观察到，这些结果对这些模型的参数设置了新的限制。
2013-07-26 hep-ex
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
Search for decays of stopped exotic long-lived particles produced in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=$ 13 TeV
研究了在CERN LHC上质心能量为13 TeV的质子-质子碰撞中产生的重奇异长寿命粒子（LLP）的衰变，并在CMS探测器上进行了实验。它们的衰变在与质子-质子碰撞分离的时间段内是可见的。两种衰变方案停止LLP的探讨：强子衰变中检测到的量热计和衰变到μ子系统中检测到的μ子。量热计（μ子）搜索涵盖了CMS探测器在2015年和2016年收集的38.6（39.0）fb $^{-1}$数据中总计721（744）小时的灵敏度时间段。结果被解释在几种情况下，预测LLP。生产截面限制被设定为平均固有寿命和LLP质量的函数，寿命在100 ns和10天之间。这是迄今为止对强子衰变停止LLP质量的最严格限制，这是LHC首次搜索衰变为μ子的停止LLP。
2018-05-26 hep-ex
