Distinguishing $W'$ Signals at Hadron Colliders Using Neural Networks
我们研究了一个基于神经网络的假设检验，以区分不同的$W'$和带电标量共振通过$\ell+\require{cancel}\cancel{E}_T$通道在强子对撞机。这在传统上是具有挑战性的，因为质子-质子对撞机（如大型强子对撞机）存在四重模糊性。在我们研究的神经网络方法中，我们发现基于全连接神经网络的多类分类器是最强大的，该神经网络是在从最终状态$\ell$的运动学变量制成的2D直方图上训练的。此外，通过考虑1-喷流过程，我们证明了可以推广到多个$2D$直方图来表示不同的变量对。最后，作为与传统方法的比较，我们将我们的方法与贝叶斯假设检验进行了比较，并讨论了每种方法的优缺点。本文提出的神经网络方案是一个强有力的工具，可以帮助探测带电共振的性质。
2021-01-29 hep-ph
Addendum to "Distinguishing Spins in Decay Chains at the Large Hadron Collider"
我们扩展了我们早期对衰变链$D\to C q$，$C\to B l^{near}$，$B\to A l^{far}$中自旋关联的研究，其中$A,B,C,D$是已知质量但自旋未知的新粒子，$l^{near}$和$l^{far}$是反号同味带电轻子，而$A$是不可见的.而不是看在可观察到的2-和3-粒子不变的质量分布分别，我们比较了所有可能的自旋分配的新粒子的完整的三维相空间分布，并表明，这提高了他们的可分辨性使用定量测量称为Kullback-Leibler距离。
2006-06-20 hep-ph
Distinguishing nonstandard scalar and fermionic charged particles at future $e^+e^-$ collider
研究未来$e^+e^-$对撞机中通过末态和极化束流区分IDM与MSSM模型的奇异带电粒子自旋，发现利用$W$玻色子角度变量可有效识别信号。
2023-11-25 hep-ex hep-ph hep-th
Distinguishing spins in decay chains with photons at the Large Hadron Collider
标准模型之外的几个物理模型预测了具有衰变特征的新粒子，包括硬光子和丢失的能量。两个很好的例子是规范介导破缺的超对称性（GMSB）和具有两个普适额外维度的标准模型。这两种模型导致衰变链具有相似的对撞机签名，包括硬光子发射。主要的区别特征是新粒子的自旋。本文讨论了如何从大型强子对撞机上的轻子-光子或夸克-光子不变质量分布中提取有关粒子自旋的信息。的特征形状的分布推导出解析，然后在一个现实的蒙特卡罗模拟研究。我们发现，对于一个典型的GMSB质谱与粒子质量低于1 TeV，已经10 fb $^{-1}$积分亮度在14 TeV的质心能量是足够的区分这两个模型具有很高的意义。
2009-08-04 hep-ph
Distinguishing Dynamical Dark Matter at the LHC
动态暗物质（DDM）是暗物质物理学的一个新框架，其中暗扇区由单个分量场的集合组成，这些分量场集体合谋以超越通常与暗物质相关的方式起作用。由于其非平凡的结构，这种DDM系综--不像大多数传统的暗物质候选者-不能用单一的质量，衰变宽度或散射截面集来表征，而是必须用描述其成分的集体行为的参数来描述。同样地，这样一个系综的组成部分也不需要是稳定的，只要整个系综的寿命与宇宙学丰度相平衡即可。在本文中，我们调查的前景，确定DDM合奏在大型强子对撞机和区分这样的暗物质候选人的候选人的特征，传统的暗物质模型。特别是，我们专注于DDM的情况下，在碰撞机产生的合奏的分量字段旁边的一些标准模型粒子通过额外的重场衰变。这些标准模型粒子的不变质量分布具有几个独特的特征，这些特征在大多数传统的暗物质模型中无法复制。我们证明，在许多情况下，它是可能的DDM合奏和传统的暗物质候选人的基础上，这样的分布区分。此外，我们的许多结果也适用于更普遍的各种其他扩展的标准模型，涉及多个稳定或亚稳中性粒子。
2012-04-18 hep-ex hep-ph
Distinguishing New Physics Scenarios at a Linear Collider with Polarized Beams
许多非标准动力学都是通过类似接触的有效相互作用来描述的，这些相互作用可以通过截面与标准模型预测的偏差来表现出来。如果一个这样的偏差被观察到，一个人应该尝试识别到一个给定的置信水平的实际来源之间的可能的非标准的相互作用，在原则上可以解释it. We在这里估计潜在的识别达到不同的新物理有效的相互作用，可从角分布的轻子对生产过程中计划的国际直线对撞机与偏振光束。讨论的模型是大尺度和TeV^{-1}额外维中基于引力的相互作用和复合激发的四费米子接触相互作用。在许多情况下，两种偏振光束的可用性在提高识别灵敏度方面起着至关重要的作用。
2005-12-13 hep-ph
Distinguishing Spins in Supersymmetric and Universal Extra Dimension Models at the Large Hadron Collider
一个有趣的替代超对称性（SUSY）的物理学扩展到标准模型之外的是一个具有普遍额外维度（UED）的模型，其中超对称性的超伙伴被标准模型粒子的卡鲁扎-克莱因激发所取代。如果在大型强子对撞机上发现了新的粒子，即使它们的质量谱偏向于超对称性或超对称性，尽可能区分它们在两种模型中的自旋分配也是至关重要的。我们将Barr [hep-ph/0405052]提出的方法推广到UED情形，研究了SUSY和UED两种类型样品质谱衰变分布的角不对称性和电荷不对称性。对于分级（“超对称型”）质谱，很有可能区分两种模型的自旋结构。然而，在UED中预期的准简并类型的质谱将使得难以观察到自旋相关。
2007-02-21 hep-ph
SUSY dark matter --A collider Physicist's Perspective--
超对称暗物质及其与对撞机物理学的联系。
2003-05-17 hep-ex hep-ph
Distinguishing among dark matter annihilation channels with neutrino telescopes
我们研究了利用中微子流区分暗物质湮灭通道的前景，这些通道来自于在太阳内部湮灭的引力捕获的暗物质粒子。我们表明，即使考虑到能量重建的实验误差，所包含的μ子轨道的光谱可以用来区分中微子终态的规范玻色子/带电轻子终态，并确定其相应的分支比。我们还讨论了太阳内部的$ν_τ$再生效应作为一种新的方法来区分末态中微子的味道。这种效应在μ子光谱中得到证实，对于质量超过300 GeV的暗物质来说，这种效应变得很重要。区分初级中微子和它们的味道可以使用来自与IceCube/DeepCore阵列具有相同能力和有效体积的探测器的多年数据来实现。
2012-07-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Distinguishing Color-Octet and Color-Singlet Resonances at the Large Hadron Collider
双喷射共振搜索是简单的，但强大的和独立的模型，探测发现新的粒子在强子对撞机。一旦发现这种共振，重要的是确定质量，自旋，耦合，手性行为和颜色特性，以确定潜在的理论结构。我们提出了一个新的变量，在没有衰减的共振到新的非标准状态，区分色八重态和色单重态共振。为了使我们的研究具有广泛的适用性，我们研究了色八重态和色单重态共振的唯象模型在风味普遍以及风味非普遍的情况。我们提出了我们的分析范围广泛的质量（2.5 - 6 TeV），耦合和味道的情况下，大型强子对撞机的质心能量为14 TeV和不同的积分亮度为30，100，300和1000 ${\rm fb}^{-1}$。我们发现令人鼓舞的结果，以区分颜色八重态和颜色单重态共振不同的味道的情况下，在大型强子对撞机。
2013-06-19 hep-ph
Shedding Light on Dark Matter at Colliders
暗物质仍然是我们这个时代基础物理学中最令人困惑的谜团之一。在高能物理对撞机上进行的实验有望揭示其本质并确定其性质。本文综述了最近在大型强子对撞机上对暗物质特征的研究，并讨论了未来e+e对撞机的相关前景。
2013-11-21 hep-ex hep-ph
The Pursuit of Dark Matter at Colliders - An Overview
暗物质是基础物理学的主要难题之一，也是一个多元化、多管齐下的研究计划的目标。地下和天体物理学的研究寻找宇宙中的暗物质粒子，要么通过直接相互作用，要么通过寻找暗物质湮灭。相反，粒子对撞机可能在实验室中产生暗物质，并能够探测所有基本的相互作用。它们对低质量的暗物质敏感，在更高质量时提供补充信息，并受到不同的系统不确定性的影响。因此，对撞机搜索是跨学科暗物质搜索策略的重要组成部分。本文重点介绍了近年来对撞机暗物质研究的实验和唯象发展及其与更广泛领域的联系。
2018-04-11 hep-ex hep-ph
Mono-everything: combined limits on dark matter production at colliders from multiple final states
在粒子对撞机上产生暗物质的实验是对直接探测和间接探测实验的补充，对小质量（$m_χ<100$ GeV）的物质特别有效。一个重要的对撞机暗物质特征是由于一对这些不可见的粒子与标准模型粒子的初始态辐射的产生。目前，对撞机搜索使用单个和几乎正交的最终状态来搜索初始状态的喷流，光子或大质量规范玻色子。我们将这些结果结合在最终状态和实验中，在有效场论的背景下给出最强的基于当前对撞机的限制，并将这些限制映射到暗物质与原子核的相互作用和暗物质的自我annihilation。
2013-07-12 hep-ex hep-ph
Dark Matter Implications for Linear Colliders
暗物质的存在是目前物理学超越标准模型的最强动力之一。它对未来对撞机的影响进行了讨论。在中性伴子暗物质的情况下，宇宙学边界不能提供有用的超伴子质量上限。然而，在简单的模型中，宇宙学的考虑确实意味着要在500 GeV的线性对撞机上观察到超对称性，在LHC之前必须出现一些超对称性的特征。
2000-12-20 hep-ex hep-ph
Dark Matter Searches at Colliders
对撞机是粒子物理学中最成功的工具之一，它揭示了物质的许多东西。本文介绍了对撞机如何有助于粒子暗物质的搜索，集中在最高的能量对撞机目前正在运作，大型强子对撞机（LHC）在欧洲核子研究中心。在没有提示的字符之间的相互作用暗物质和标准物质，这篇评论强调了什么可以观察到在不久的将来，提出了主要的实验挑战，并讨论了如何对撞机搜索适合更广泛的领域的暗物质搜索。最后，它强调了未来LHC计划需要关注的几个领域。
2018-10-29 hep-ex hep-ph
Prospects for collider searches for dark matter with heavy quarks
我们提出了未来对撞机搜索与底夸克或顶夸克相关的暗物质的预测。这样的生产渠道产生的最终状态与失踪的横向能量和一个或多个b-射流。给出了限制，假设一个有效的标量算子耦合暗物质夸克，这里讨论的专用分析显着提高了一个通用的单喷流分析。我们给出了预期的高亮度LHC运行在14 TeV和33 TeV强子对撞机的更新结果。
2013-08-01 hep-ex hep-ph
Role of Future Lepton Colliders for Fermionic Z-portal Dark Matter
费米子Z门暗物质模型受到直接探测实验的严格限制。然而，由于共振湮灭，Z漏斗区域周围的狭窄参数空间是无法达到的。在本文中，我们提供了一个有趣的对撞机的前景探测Z-漏斗暗物质质量范围在未来的轻子对撞机，包括光束偏振特性。我们对这种暗物质在对撞机上的单光子信号进行了全面的分析。对90% C.L.还提供了与系统波束不确定性的约束。
2020-01-14 hep-ex hep-ph
Distinguishing Spins in Decay Chains at the Large Hadron Collider
如果在LHC中发现了新的粒子，那么以尽可能独立于模型的方式确定它们的自旋将是很重要的。我们考虑在标准模型之外的物理模型中经常遇到的情况，即一个新的标量或费米子$D$通过衰变链$D\to C q$、$C\to B l^{near}$、$B\to A l^{far}$、$l^{near}$和$l^{far}$依次衰变为其他新粒子$C,B,A$，它们是同味荷轻子，而$A$是不可见的。我们计算可观察到的2-和3-粒子不变的质量分布的所有可能的自旋分配的新粒子，并讨论其可测量性使用定量测量称为Kullback-Leibler距离。
2008-08-29 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
Supersymmetry and the collider Dark Matter picture
暗物质的性质是粒子物理学和天体物理学的关键问题之一，它的存在已被许多天体物理学和宇宙学观测所证实。除了直接和间接的探测实验外，对撞机对暗物质的搜索提供了独特的可能性，不仅可以探测到暗物质粒子，而且在发现的情况下，还可以通过对潜在的基础理论进行陈述来研究它们的性质。在大型强子对撞机的ATLAS和CMS实验中对暗物质的搜索计划是全面的，包括超对称暗物质候选者和其他替代品。本文介绍了这些研究的最新进展，特别是对超对称暗物质粒子的研究。
2019-08-26 hep-ex hep-ph
Collider constraints on dark mediators
我们探索的限制，目前对撞机搜索的地方QCD一样的黑暗部门。多喷流，多喷流加上失踪的能量和新兴的喷气机搜索的组合是用来获得的介质质量的约束在整个范围内的暗介子寿命的第一次。暗扇区继承了暗夸克和SM夸克通过介体耦合的味结构。当考虑到这一点时，不同味道的暗π介子在它们的一生中变得可以区分。我们表明，在这些情况下，上述搜索仍然敏感，并且我们还获得了调味场景的介体质量限制。然后，我们对比的约束条件，从对撞机搜索直接检测界限的暗物质候选人本身的风味和原味的情况。使用一个简单的处方，它成为可能显示所有的限制在暗物质和介质质量平面。来自直接探测的约束往往比对撞机的约束更强，除非与第一代夸克的耦合被抑制，在这种情况下，对撞机搜索对参数空间施加了最严格的限制。
2020-11-27 hep-ex hep-ph
Displaced Dark Matter at Colliders
暗物质与可观测扇区的耦合非常弱的模型可以解释观测到的暗物质密度，无论是作为“超级WIMP”还是作为“非对称暗物质”。“这两种类型的模型都预测了碰撞器上的位移顶点，并具有丰富的可能现象。我们分类的情况下，衰变可以自然地发生在粒子探测器内的LHC，特别关注的非平凡的情况下，衰变粒子是不可见的。这些不可见的位移顶点的位置和时间的识别显着提高了重建新物理模型，如超对称性的前景。在许多情况下，重建位移衰变的可见产物可以确定暗物质质量，从而可以根据对撞机数据预测暗物质密度。
2009-06-29 hep-ex hep-ph
Distinguishing SUSY scenarios using τpolarisation and \tildeχ^0_1 Dark Matter
我们首先讨论了一种利用$τ$的单叉强子衰变测量ILC上$τ$极化的方法。然后，我们在这方面的贡献如何$\tilde τ$部门的研究，特别是使用衰减$τ$偏振可以提供一个很好的处理区分mSUGRA和SUSY-大胃肠道的情况下，这两个可以引起适当的暗物质。
2007-10-03 hep-ph
Examining the origin of dark matter mass at colliders
随着传统的暗物质研究的不断深入，在新的规范群（暗规范群）下带电的轻暗物质的物理研究成为理论和实验研究的新方向之一。我们研究了大型强子对撞机（LHC）产生的高能暗物质粒子产生的轻规范玻色子的辐射过程，即暗光子簇射的性质。这种簇射过程在大型强子对撞机上提供了不同的特征，这取决于暗规范群下暗物质的性质。我们表明，大型强子对撞机实验可以识别的手征的暗物质，这导致理解的质量起源的粒子在黑暗的部门。
2018-08-30 hep-ex hep-ph
Distinguishing Z' signatures and the Littlest Higgs model in e+e- Colliders at sqrt{s} \ne M_{Z'}
最近有一个提议将标准模型中的希格斯粒子认定为一种伪南武-戈德斯通玻色子。这种新的对称性破缺引入了新的粒子和新的相互作用。在这些新的相互作用中，两个新的重中性规范玻色子扮演了获得新物理的核心角色。我们研究了Littlest Higgs模型中的两个新的中性流，并与其它扩展模型进行了比较。对于高能电子对撞机，我们给出了这两个新的中性规范玻色子的清晰的签名，可以表明这些粒子的理论起源。其他作者以前的分析是在对撞机能量等于新的规范玻色子质量M_{A_H}的情况下进行的。在本文中，我们表明，在费米子反费米子生产的不对称性可以显示在M_{A_H} > sqrt{s}的情况下模型的差异。对于M_{A_H} < sqrt{s}，我们证明了e+e-> gamma + f + anti-f中的硬光子能量分布可以呈现模型依赖性。对于更高的能量，硬光子能量分布可以是两个新的中性规范玻色子的明确签名。新的中性规范玻色子质量的新的界限。
2007-02-13 hep-ph
Searching for leptophilic composite asymmetric dark sector at $e^+e^-$ colliders
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Nanjing Key Laboratory of Particle Physics and Astrophysics（南京粒子物理与天体物理重点实验室）
本文研究了在 $e^+e^-$ 对撞机上寻找轻子ophilic 复合非对称暗物质的信号，探讨其在不同实验中的可探测性及参数空间互补性。
2026-01-01 hep-ex hep-ph
Distinguishing Neutrino Mass Hierarchies using Dark Matter Annihilation Signals at IceCube
我们探讨了在中微子望远镜上通过暗物质湮灭产生的中微子信号来区分中微子质量等级的可能性。我们考虑一个简单的扩展的标准模型的中微子质量和混合角得到通过第二类跷跷板机制作为一个明确的例子。我们表明，未来的扩展IceCube中微子望远镜可能会检测到银河系中心和太阳内部DM湮灭的中微子信号，并区分正常和倒置的质量层次，在这个模型中。
2015-11-03 hep-ph
Dark Matter Searches at the Large Hadron Collider
暗物质是一种假设粒子，被提出来解释宇宙学观测中预期的缺失物质。然而，暗物质的动机是压倒性的，因为它主要是从它的引力相互作用中推导出来的，因为它几乎没有指出暗物质到底是什么。在WIMPs奇迹中，作为暗物质候选者的弱相互作用大质量粒子在弱尺度下正确地产生了当前的热遗迹密度，这意味着在大型强子对撞机上产生和探测它的可能性。假设WIMP是对撞机内的特立独行的粒子，预计它将与标准模型粒子配对产生。WIMP对的存在是从丢失的横向能量（MET）推断的，MET是标准模型粒子反冲的横向动量平面中的不平衡的矢量和。该对撞机能够产生轻质量的暗物质，而传统的探测方法由于相互作用中涉及的动量传递较小而无法探测到;另一方面，传统的探测方法在探测更高质量的暗物质时是稳健的，但对撞机受到部分子分布函数抑制的影响。在拓扑学上，该过程类似于直接探测中的散射过程，从而与传统的暗物质探测互补。对撞机搜索的动机很强，因为结果通常被翻译为湮灭和散射率在更传统的暗物质为导向的实验，因此一个一致的方法是适应。本文将概述大型强子对撞机上的暗物质研究。
2015-12-23 hep-ex hep-ph
Collider Searches for Dark Matter through the Higgs Lens
尽管暗物质构成了标准宇宙学范式的基石之一，但到目前为止，它的存在只是从天文观测中推断出来的，它的微观性质仍然难以捉摸。理论论证表明，暗物质可能与电弱相互作用或其他扩展粒子物理学标准模型的对称性的破坏机制有关。由此产生的希格斯玻色子，包括最近在大型强子对撞机上发现的$125 \, {\rm GeV}$自旋为0的粒子，因此代表了在对撞机实验中寻找暗物质候选者的独特工具。本文回顾了一些相关的理论模型以及在大型强子对撞机上寻找暗物质的结果。
2022-11-23 hep-ex hep-ph
Distinguishing Different BSM Signatures at Present and Future Colliders
本文提出在LHC利用角分布区分不同自旋粒子，并利用单光子树级振幅零点辨别不同规范表示的leptoquark，结合电子-光子与电子-强子对撞机及PYTHIA模拟，实现了对BSM场景的互补性详尽分析。
2021-05-03 hep-ph
Collider searches for dark matter in events with a Z boson and missing energy
在对撞机上对暗物质的探测通常涉及高能初始态辐射的特征，而没有可见的反冲粒子。对单喷流或单光子特征的研究已经对暗物质与标准模型粒子的相互作用产生了强有力的约束。我们将其扩展到单Z签名和重新解释的ATLAS分析的事件与Z玻色子和失踪的横向动量，以获得限制暗物质相互作用的质量尺度和核子截面的有效场论的背景下，描述暗物质通过重介质粒子与夸克或弱玻色子相互作用。
2012-12-22 hep-ex hep-ph
Classification of dark pion multiplets as dark matter candidates and collider phenomenology
新的限制扇区可以包含一组伪戈德斯通介子，它们在稳定性和相对质量方面表现出复杂的结构。稳定的暗物质可以作为暗物质的候选者，而它们与不稳定物质的相互作用决定了它们的遗迹丰度。整体结构，通过指定哪些通道是运动学禁止或没有，影响宇宙学，约束和对撞机现象。在本文中，我们提出了一个分类的这些赝戈德斯通介子结构。我们发现，结构可以分为三类，对应于强，抑制和基本上不存在的间接检测的限制。给出了几种基准模型的不稳定介子衰变长度和暗喷流性质的极限。
2020-03-11 hep-ex hep-ph
Searching for Dark Matter at Hadron Colliders
综述了在强子对撞机上专门寻找暗物质的理论和实验技术。从7和8 TeV质子-质子碰撞在大型强子对撞机上的暗物质相互作用的边界已收集和解释的结果。我们回顾了暗物质与标准模型相互作用的有效场论图像的现状。目前，大型强子对撞机实验有更强的限制运营商导致自旋相关的散射比直接检测实验，而直接检测探针更约束自旋无关散射的WIMP质量超过几个GeV。
2014-06-22 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
Probing Dark Forces and Light Hidden Sectors at Low-Energy e+e- Colliders
一个暗区--一个新的非阿贝尔规范群，被希格斯或限制在GeV尺度附近--可以在低能e + e碰撞中被探测到。低质量暗扇区可以解释DAMA/LIBRA和PAMELA，ATIC和INTEGRAL观测报告的年度调制信号，通过产生小的质量分裂和弱尺度暗物质的新相互作用。其中一些观测结果可能是对撞机搜索可以明确确认的低质量暗区的第一个迹象。O（GeV）质量暗态的产生和衰变是由希格斯德阿贝尔规范玻色子与超荷动力学混合介导的。来自BaBar、BELLE、CLEO-c和KLOE的现有数据可能包含数千个引人注目的暗区事件，这些事件具有高度多样性的轻子，可以重建质量共振和可能的位移顶点。我们讨论了Higgsed和受限暗区的产生和衰变现象，并提出了e + e-对撞机的搜索策略。我们还使用DAMA/LIBRA信号来估计暗扇区态的产生截面和衰变寿命。
2009-09-03 hep-ex hep-ph
Darkonia at Colliders
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Radboud University（拉德堡德大学）
本研究采用含标量、赝标量、矢量力载体的三种模型，分析对撞机上暗夸克偶素的信号特征，发现其新信号可在LHC和Belle II探测，拓展了暗物质对撞机搜寻的可能方向。
2026-08-10 hep-ex hep-ph
$Z$-boson decays into an invisible dark photon at the LHC, HL-LHC and future lepton colliders
研究了高能碰撞中$Z$矢量玻色子衰变为光子和无质量暗光子的过程。光子可以被用作事件的触发器，而暗光子被间接地检测为事件终态中的丢失动量。我们研究了在LHC、HL-LHC和未来的轻子对撞机上寻找这种暗光子的可能性，并比较了各自的灵敏度。正如预期的那样，最好的结果是在$Z$质量，FCC-ee和CEPC运行的轻子对撞机，最终灵敏度为$O(10^{-11})$阶的分支比。我们还讨论了如何利用轻子碰撞事件的光子角分布来区分暗光子和赝标量态（如轴子）。
2020-06-29 hep-ex hep-ph
Measuring Relic Abundance of Minimal Dark Matter at Hadron Colliders
我们考虑的特殊情况下，暗物质（DM）的候选人没有检测到直接检测程序时，实验灵敏度达到中微子通量背景。在这种情况下，如果DM候选者是WIMP类型，则在碰撞器处的DM搜索对DM遗迹丰度施加约束。具体地说，我们在最小DM模型的框架下考虑了三重态（五重态和七重态）DM，并探讨了在大型强子对撞机和未来100 TeV强子对撞机上发现DM候选者的可能性。如果在这种情况下，DM候选者在LHC被发现，那么需要额外的DM候选者来解释观测到的遗迹丰度。另一方面，在这些DM搜索程序在对撞机的空结果引起的DM遗迹丰度下限。
2018-10-17 hep-ex hep-ph
Distinguishing signatures of scalar leptoquarks at hadron and muon colliders
虽然在标准模型（SM）之外寻找新状态的各种动机良好的理论仍在继续，但由于在$B$ -介子衰变中观察到的一系列张力，leptoquark是最近最吸引人的场景之一。我们分别考虑了$SU(2)$单重态和三重态标量细夸克，它们对带电和中性流$B$ -介子衰变都有贡献.着眼于这两个标量leptoquark的单一生产，我们进行了一个基于PYTHIA的模拟，考虑所有占主导地位的SM背景在当前和未来的大型强子对撞机（LHC）的设置。在30 TeV大型强子对撞机或未来圆形对撞机（FCC）上，单$b$ -喷流+ $\ptmiss$末态给出了单重态轻子夸克最强的信号，对于所选的基准场景，具有积分光度为$\gtrsim 1000$ \fbi的$5σ$信号意义的可能性.由一个$c$ -喷流和两个$τ$ -喷流组成的末态为单重轻夸克提供了最高的到达距离，探测了$3.0$ TeV轻夸克质量下的汤川型耦合的$\mathcal{O}(10^{-1})$值。对于三重态的轻夸克，$1-{\rm jet}+2μ+ \ptmiss$拓扑结构是LHC最乐观的特征，探测轻夸克与费米子的耦合在$ 4.0$ TeV的轻夸克质量范围内的$\mathcal{O}(10^{-1})$值。不变的质量边缘分布被发现是在LHC的轻夸克质量标度的测定工具。我们还进行了分析，在建议的多TeV μ子对撞机，其中$\mathcal{O}(10^{-1…
2022-10-16 hep-ph
Distinguishing Dark Matter Annihilation Enhancement Scenarios via Halo Shapes
索末菲增强和布莱特-维格纳增强的暗物质湮灭已被提出来解释“助推因子”，这是建议观察到的宇宙线过剩。虽然这两种情况下可以提供几乎无法区分的宇宙线通量的影响，在这些增强机制的自相互作用的截面是截然不同的。因此，我们表明，他们可以区分检查的自相互作用的晕形状的影响。在Sommerfeld增强模型（m_phi<100 MeV，m_DM<3 TeV）中，自相互作用可以在星系动力学中留下可观测的印记，而在Breit-Wigner模型中，暗物质是有效的无碰撞。
2009-12-30 hep-ph
Moving Beyond Effective Field Theory in Dark Matter Searches at Colliders
在过去的几年里，人们对对撞机直接产生暗物质的兴趣呈指数级增长。已经考虑了各种“Mono-X”特征，其中X代表探针粒子对DM粒子的反冲，这允许事件是可预测的。到目前为止，这些签名的分析主要是在有效场论（EFT）的框架内进行的，它允许在直接检测实验中的搜索与碰撞机搜索的比较。不幸的是，正如一些作者最近指出的那样，EFT方法有严重的局限性，可能会导致严重低估或高估的影响范围。我将讨论这些限制和新的想法，在解释碰撞机搜索DM。
2015-06-01 hep-ex hep-ph
Dark Higgs Bosons at Colliders
本综述探讨了暗希格斯机制在SM暗区扩展中为新粒子赋予质量的唯象学，重点分析了对撞机实验中暗希格斯玻色子与暗光子的搜索策略，涵盖了重于和轻于SM希格斯玻色子两种情形及互补约束。
2024-02-19 hep-ex hep-ph
Shinning Light on Sterile Neutrino Portal Dark Matter from Cosmology and Collider
假设暗扇区由一个暗标量$ϕ$和一个暗费米子$χ$组成，且严格满足$Z_2$对称性，则无菌中微子$N$可以通过汤川耦合$λ_{ds} \barχϕN$充当暗扇区和标准模型之间的信使.在本文中，我们专注于特定的场景$m_N>m_ϕ+m_χ$与$χ$是一个FIMP暗物质。由于Yukawa耦合$λ_{ds}$和混合角$θ$的减小，暗标量$ϕ$的衰变宽度受到双重抑制。延迟衰变$ϕ\toχν$将对宇宙学观测，如大爆炸核合成、宇宙微波背景各向异性功率谱、相对论中微子有效数$N_{\rm eff}$和高能中微子通量等产生重大影响。同时，当$m_N<m_W$时，无菌中微子可以在对撞机上产生位移的顶点签名。暗标量$ϕ$也会在相对较大的四次耦合下引起可测量的希格斯粒子的不可见衰变。本文对宇宙学和对撞机的约束条件进行了综合分析。我们发现，几乎整个参数空间与$m_N<m_W$是在未来的实验。
2022-12-20 hep-ex hep-ph
Minimal Dark Matter bound states at future colliders
假设暗物质是一个电弱多重态，导致预测的候选者具有多TeV的质量，可以形成电弱束缚态。与电弱矢量具有相同量子数的束缚态被发现是特别有趣的，因为它们可以在轻子对撞机上以大截面共振产生。这种束缚态存在，例如，如果DM是一个自动稳定的费米子弱5重态，质量为$M \approx$ 14 TeV，使得DM丰度被热再现。在这个模型中，μ子对撞机可以解决三个这样的束缚态。生产率是如此之大，DM光谱的细节可以用更大的统计数据来探测：我们计算单个和多个$γ$线的特征图案。
2021-06-11 hep-ex hep-ph
Dark Matter "Collider" from Inelastic Boosted Dark Matter
我们提出了一种新的暗物质（DM）的检测策略的模型与非最小暗扇区。底层DM场景中的主要成分是增强的DM粒子和较重的暗扇区状态。相对论DM撞击在目标材料上非弹性地散射到较重的状态，随后衰变成DM以及包括可见（标准模型）粒子的较轻的状态。因此，预期的信号事件伴随着与目标粒子反冲相关的次级级联过程的可见签名，不同于不涉及次级签名的典型中微子信号。然后，我们讨论了各种运动学特征，其次是DM检测前景在大容量中微子探测器与模型框架，其中暗规范玻色子是标准模型粒子和DM之间的调解人。
2017-04-20 hep-ex hep-ph
Strategies for Probing Non-Minimal Dark Sectors at Colliders: The Interplay Between Cuts and Kinematic Distributions
在本文中，我们研究的战略和前景，区分传统的暗物质模型和模型与非最小暗部门-包括模型的动力学暗物质（DDM）-在强子对撞机。具体来说，我们集中在两个强子喷流和大型强子对撞机（LHC）的大失踪横向能量的事件。正如我们所讨论的，简单的“颠簸狩猎”搜索是不够的，探测非最小的黑暗部门通常需要分析相关的运动变量的分布的实际形状。因此，我们首先确定那些运动变量的分布特别适合这项任务。然而，正如我们所证明的，这会导致一些额外的微妙之处，因为为了减少背景而对数据进行削减，同时可能会产生意想不到的后果，即以意想不到的方式扭曲这些分布，从而掩盖新物理学的信号。因此，我们继续研究目前市场上几个最流行的相关运动学变量之间的相关性，并研究如何对这些变量中的一个或多个施加削减会影响其他变量的分布。最后，我们结合我们的研究结果，以评估在升级后的LHC在这个通道中区分非最小暗区的前景。
2014-07-09 hep-ex hep-ph
Search for invisible dark photon in $γe$ scattering at future lepton colliders
首次考察了在未来的轻子对撞机ILC、CLIC和CEPC上$γe^-$散射中大质量暗光子的产生。DP的不可见衰减模式被解决。研究了康普顿背散射光子与极化电子的非极化散射和碰撞，给出了丢失的能量分布。我们考虑了DP质量$m_{A'}$的宽范围10 GeV - 1000 GeV。在95% C. L.在平面$(\varepsilon, m_{A'})$中，其中$\varepsilon$是动力学混合参数。
2022-04-11 hep-ex hep-ph
Searches for vector-like quarks at future colliders and implications for composite Higgs models with dark matter
许多复合希格斯模型预测存在质量在大型强子对撞机范围之外的矢量夸克，例如$m_Q \gtrsim 2$ TeV，特别是如果这些模型包含暗物质候选者。在这样的模型中，新共振的质量从上面被限制，以满足来自观测到的遗迹密度的约束。因此，我们开发了新的策略，在未来的$100$ TeV对撞机寻找矢量夸克，并评估可以探测到的质量和相互作用。我们发现，如果费米共振衰变为标准模型（暗物质）粒子，那么可以测试$\sim 6.4$（$\sim 9$）TeV那么大的质量。我们还讨论了暗物质搜索的互补性，表明大部分的参数空间可以关闭。总的来说，这项研究进一步激发了对下一代设施的更高能量强子对撞机的考虑。
2018-03-13 hep-ex hep-ph
Distinguishing between $w < -1$ Dark Energy Models
最近的数据和新的数据分析方法表明，暗能量状态方程中的参数$w$在低红移处很可能小于-1。我们简要地回顾了一些具有这样的性质，而不违反零能量条件的模型。我们研究了这些模型的观测值和预测值之间的差异，以及如何探索它们来挑选或限制暗能量及其属性的起源。
2007-09-02 astro-ph hep-ph
Distinguishing Dark Energy Models with Neutrino Oscillations
暗能量模型有很多，区分它们变得越来越困难。然而，使用不同的观测探测器可以减轻这种探索，并对暗能量的性质进行更好的评估。为此，研究了中微子振荡作为暗能量模型探针的可能性。首先，给出了弯曲时空中中微子（旋量场）与经典标量场相互作用的一般形式。这种形式主义，然后应用到两类暗能量模型在一个平坦的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker度规：一个宇宙学常数和标量场暗能量耦合到中微子。通过观察中微子振荡几率随红移的演化，可以区分出这些模型，对于某些中微子和标量场的耦合性质。这种演化可以在未来的地下、地面或地外中微子望远镜中通过中微子通量来追踪，这些望远镜将用这种技术评估探测暗能量模型。
2021-10-25 astro-ph.CO hep-ph
Distinguishing Higgs portal and neutralino dark matter via vector boson fusion
SRM University AP（SRM大学AP分校）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-陈德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文研究了LHC上矢量玻色子融合过程在区分Higgs门道暗物质和中性子暗物质中的潜力，通过分析强子喷注的动量分布和缺失横向能量特征，利用Kolmogorov-Smirnov检验证明了区分暗物质模型的可行性。
2026-05-11 hep-ex hep-ph hep-th
Distinguishing the Higgs scalars of NMSSM and Z' models for large Higgs trilinear couplings
在大三线性Higgs耦合的极限下，比较分析了两种著名的扩展超对称模型Z'模型和NMSSM。这两个模型被发现有区别的希格斯谱在树和环的水平。希格斯生产通过Bjorken过程中的$e^+e^-$对撞机被证明区分这两种模式。
1999-12-06 hep-ph
Graviton-mediated dark matter model explanation the DAMPE electron excess and search at $e^+e^-$ colliders
DAMPE宇宙射线电子谱的最新结果显示，在大约1.4 TeV的背景上有一个狭窄的凸起。我们试图在一个简化的Kaluza-Klein引力子介导的暗物质模型中解释DAMPE电子过剩，在该模型中引力子只与轻子和暗物质相互作用。给出了相关的唯象讨论，并指出这种简化的引力子介导的暗物质模型有可能在未来的轻子对撞机实验中得到交叉检验。
2017-12-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Distinguishing thermal histories of dark matter from structure formation
本文通过建立暗物质现今速度与产生机制的联系，利用结构形成观测约束其退耦温度和相空间分布，并展示未来精确数据可区分或排除 freeze-in 与 freeze-out 等暗物质热历史场景。
2024-01-15 astro-ph.CO hep-ph
