BSM $ν$ physics: complementarity across energies -- a white paper for Snowmass 2021
我们重申，在探索与中微子性质及其质量产生机制相关的新物理方面，低能实验和高能对撞机之间具有重要的互补性。在两种能量状态下的新物理信号可以从相同的基本动力学相互关联。我们展示了互补性，提出物理达到的跷跷板模型的类型I，II和III，一般中微子相互作用的有效场论框架，并在$Z'$模型。
2022-03-11 hep-ex hep-ph
Snowmass White Paper: Prospects of CP-violation measurements with the Higgs boson at future experiments
在希格斯玻色子与费米子或玻色子的相互作用中寻找CP破坏，为粒子物理学社区规划练习（又称粒子物理学）提供了有吸引力的参考测量。“Snowmass”）。基准测量的CP破坏提供了一个有限的和定义明确的参数，可以在质子，电子-正电子，光子和μ子对撞机进行测试，并通过研究电偶极矩测量的虚拟效应所取得的。我们回顾了这些CP敏感性研究的现状，并对未来的测量提供了预测。
2022-11-29 hep-ex hep-ph
Prospects on the search for invisible Higgs decays in the ZH channel at the LHC and HL-LHC: A Snowmass White Paper
我们展示了在大型强子对撞机（LHC）和高亮度LHC（HL-LHC）上寻找希格斯玻色子的不可见衰变的前景。这种搜索是在与Z玻色子结合产生的希格斯玻色子玻色子上进行的。我们预计，在95%置信水平下，在sqrt（s）=14 TeV时，可以排除17-22%（6-14%）的分支比和300 fb ^{-1}（3000 fb^{-1}）的数据。该范围表示对系统不确定性控制的不同假设。解释与希格斯门暗物质模型也被认为是。
2014-12-16 hep-ex hep-ph
Snowmass 2021 White Paper: Charged lepton flavor violation in the tau sector
带电轻子味破坏一直被认为是新物理学的明确标志。在这里，我们描述的物理能力和新物理模型的发现潜力与带电轻子味破坏的τ部门作为其实验签名。详细讨论了B工厂实验BaBar、Belle和Belle II的实验现状，以及在Super Tau Charm Factory、LHC、EIC和FCC-ee实验中通过Tau扇区的带电轻子味破坏发现新物理的前景。提交到美国社区研究粒子物理学的未来（Snowmass 2021）
2022-05-26 hep-ex hep-ph
Snowmass White Paper: New flavors and rich structures in dark sectors
暗物质可以是与标准模型具有非最小耦合的暗扇区的一部分。与许多（最小）基准模型相比，这种情况可能会导致实验签名的显着修改，并强烈影响实验搜索灵敏度。在这篇白皮书中，我们回顾了几个非最小暗扇区模型，包括现象学后果：解释$(g-2)_μ$，非弹性暗物质，强相互作用的大质量粒子作为暗物质候选者的模型，以及具有美味耦合的轴子。目前的排除和预测的实验灵敏度对这些例子暗区模型说明了不断增长的暗区实验努力的鲁棒性-现有搜索的广度和精度-探测理论上有趣的参数空间。它们还说明了不同实验方法的一些独特的互补性。
2022-07-18 hep-ex hep-ph
Snowmass White Paper: Strong CP Beyond Axion Direct Detection
我们概述了最近的进展和有前途的未来研究方向与强CP问题。调查的主题包括轴子暗物质子结构和它的引力探测;轴子模型的建立和质量问题;紫外线解决方案的实验测试;和格点量子色动力学的连接。
2022-03-14 hep-ex hep-lat hep-ph
A short overview on low mass scalars at future lepton colliders -- Snowmass White Paper
在这篇白皮书中，我简要总结了低质量场景的可能通道及其在未来$e^+e^-$对撞机上的发现潜力。这是我最近在CEPC研讨会，FCC周和ECFA未来对撞机研讨会上的演讲摘要。
2022-03-15 hep-ph
Snowmass White Paper: Beyond the Standard Model effects on Neutrino Flavor
中微子是标准模型之外最有希望的新物理信号信使之一。在理论方面，它们难以捉摸的性质，加上它们未知的质量机制，似乎表明中微子部门确实为新物理学打开了一扇窗户。在实验方面，在过去几十年里，已经报道了几个长期存在的异常现象，这为彻底测试标准的三中微子振荡范式提供了强大的动力。在这篇Snowmass21白皮书中，我们探讨了当前和未来中微子实验的潜力，以探索未来十年BSM对中微子味道的影响。
2022-07-14 hep-ex hep-ph
Probing TeV Left-Right Seesaw at Energy and Intensity Frontiers: a Snowmass White Paper
我们讨论了在TeV尺度的左右跷跷板模型中探索能量和强度边界处中微子质量起源的方法，其中小中微子质量通过I型跷跷板机制产生。我们认为通用的（“香草”）版本的这样的模型，以及一个版本，导致“大”的轻重中微子混合，同时保持中微子质量小，在一个自然的方式。我们指出了这类模型在大型强子对撞机上的具体可观测的意义，以及在寻找轻子味违反过程，如$μ\to eγ$和$μ\to 3e$，也在寻找轻子数违反无中微子双β衰变。
2013-09-24 hep-ex hep-ph
Collider signatures of low scale supersymmetry breaking: A Snowmass 2013 White Paper
我们认为，超对称性是在低尺度打破的可能性，在一个数量级以上的TeV规模。在这种情况下，与自发破缺超对称性相关的自由度，即戈德斯坦费米子及其标量超伴子（斯戈德斯坦），可以与标准模型粒子及其超伴子产生显著的相互作用。我们讨论了一些特征过程，涉及goldstino和sgoldstino，以及它们产生的对撞机签名。这些特征涉及双光子，双喷流，双玻色子和双τ通道中的标量共振，这些共振和希格斯耦合中的偏差之间的可能关系，以及奇异希格斯衰变中的双光子+MET和四光子通道。
2013-09-04 hep-ex hep-ph
Charge Asymmetry in Top Pair plus Jet Production -- A Snowmass White Paper
我们研究了在大型强子对撞机中顶夸克电荷不对称性的发现潜力，在顶反顶生产与硬喷流。在这个过程中，电荷不对称性可以通过两个新的观测量来获得：倾斜不对称性，它探测了夸克-反夸克通道，能量不对称性，它提供了夸克-胶子通道。在8 TeV的碰撞能量下，这两个观测值的意义在统计上是有限的。当能量为14 TeV，积分亮度为50倒fb或更大时，可以观察到高达-12%的不对称性，统计显著性大于5个标准差。讨论了在计划的高亮度高能LHC升级中测量电荷不对称性的前景。
2013-07-31 hep-ex hep-ph
Discovery potential of Kaluza-Klein gluons at hadron colliders: A Snowmass whitepaper
我们研究了Kaluza-Klein胶子在强子对撞机上作为双喷射共振的发现潜力，这些强子对撞机具有不同的质心能量，从14 TeV到33 TeV到100 TeV。我们还提出了目前的边界从dijet搜索在UA 2，Tevatron和LHC。
2013-08-06 hep-ph
Kinematics of Top Quark Final States: A Snowmass White Paper
这是顶级夸克动力学工作组为Snowmass 2013准备的总结报告。我们调查目前的状态的理论预测顶对微分分布，在助推和非助推制度，并提出了一个概述的不确定性和前景的顶旋相关性。我们研究的前景测量的包容性SM顶部对生产不对称AFC在LHC 14作为系统误差的函数，并表明，一些改善目前的系统不确定性，作为习惯处理，需要观察SM大小不对称。对顶对不变质量和快度的削减并没有实质上改变这一结论。我们总结了对ttbar生产不对称性的替代LHC测量的贡献研究的结论，在ttbar+喷气最终状态和在LHCb的前顶生产中，这两者都显示出在LHC 14的50 fb-1数据中观察SM尺寸不对称性的良好前景。
2013-10-08 hep-ex hep-ph
Naturalness: A Snowmass White Paper
我们评估了高能物理中的自然性状态，并总结了最近对三个主要自然性问题的解决方法：宇宙学常数问题，电弱层次问题和强CP问题。
2022-05-11 hep-ph hep-th
Computing for Perturbative QCD - A Snowmass White Paper
本文研究了微扰QCD计算的高性能计算和大规模分布式计算。
2013-09-13 hep-ph
Di-jet resonances at future hadron colliders: A Snowmass whitepaper
我调查的敏感性，未来的强子对撞机所产生的Z'或色子模型的双喷共振。这些共振的预计发现潜力和排除限制在耦合与质量平面中呈现，这突出了更高能量机器的质量范围增加以及更大光度的耦合灵敏度提高。
2013-08-05 hep-ph
SMEFT at the LHC and Beyond: A Snowmass White Paper
我详细介绍了一个乐观的未来的愿景，使用SMEFT在高能对撞机，并描述了使用的研究，可能导致未来的模型解释。我还探讨了一些潜在的陷阱，这些陷阱可能会显着降低这些结果的效用，并讨论了避免它们的方法，并确保结果在应用于新模型时实际上是准确的。
2022-03-14 hep-ph
Soft-QCD and UE spectra in pp collisions at very high CM energies (a Snowmass white paper)
我们做了一些有根据的猜测外推典型的软包容性（最小偏差，堆积，底层事件）观测质子-质子碰撞的质心能量在13 - 100 TeV的范围内。这些数字的解释应该有（至少）10%的不确定性。
2013-10-15 hep-ph
Opportunities in Neutrino Theory -- a Snowmass White Paper
中微子质量是物理学超越标准模型的明确证据，关于中微子领域还有更多的东西有待了解。我们强调了中微子理论中一些突出的问题和研究机会。我们表明，这些问题中的大多数是直接连接到非常丰富的实验计划目前正在追求（或至少在认真考虑）在美国和世界各地。最后，我们还评论了美国理论中微子物理界的状况。
2013-09-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
New Physics with missing energy at future lepton colliders -- Snowmass White Paper
两个模型，扩展的SM的粒子内容，并提供暗物质的候选人，即惰性的双重模型和两个希格斯双重模型与额外的赝标量，面临着目前的实验和理论的限制和预测的生产截面的各种标准的对生产模式在这些模型在未来的轻子对撞机。
2022-03-15 hep-ph
Determining Top Quark Couplings at the LHC: Snowmass White Paper
顶夸克是寻找新物理的主要系统。尽管如此，在它们被发现后的20年里，很少有人对它们的耦合进行过高精度的测量。我们目前的测定和预期的灵敏度与300 fb-1和3000 fb-1的14 TeV LHC数据的概述。除了对顶夸克与标准模型玻色子的可重整化耦合的直接限制外，我们还探讨了高维算子系数的界限，并以不干扰QCD的特定四费米子算子作为测试案例。我们考虑的每一种耦合都将从未来LHC的专门研究中受益匪浅。一些测量，如不相关的运营商，是系统的限制，将在短期内饱和。其他的，像重要的ttbar+Higgs耦合，涉及罕见的过程，因此需要尽可能多的数据。
2013-09-14 hep-ex hep-ph
Methods and Results for Standard Model Event Generation at $\sqrt{s}$ = 14 TeV, 33 TeV and 100 TeV Proton Colliders (A Snowmass Whitepaper)
本文描述了用于模拟未来强子对撞机的常见Snowmass 2013能量前沿标准模型背景的新技术。许多能源前沿研究的目的是探索在各种高能对撞机的高光度数据集的范围。使用未加权事件生成策略不可能生成针对多个质心能量和堆积环境精确地模拟大的积分亮度的高统计样本-依赖于事件加权的方法是必要的。即使在效率上有了这些改进，也需要大量的计算资源。本文档描述了使用Madgraph 5生成部分子级过程的事件生成的具体方法，然后使用Pythia 6进行部分子淋浴和强子化，并使用Delphes 3进行堆积和检测器模拟。在$\sqrt(s)$ = 14、33和100 TeV的pp相互作用以及0、50和140个额外堆积相互作用的大多数标准模型过程是公开可用的。
2013-10-02 hep-ex hep-ph
Snowmass White Paper: prospects for the measurement of top-quark couplings
在这篇对2021年斯诺马斯社区规划工作的贡献中，我们提出了在未来对撞机上测量顶夸克耦合的前景。预测的高亮度阶段的大型强子对撞机和未来的希格斯/电弱/顶级工厂的电子-正电子对撞机。结果提出了预期的界限威尔逊系数的相关SMEFT运营商从一个全球性的适合顶级物理部门。
2022-05-04 hep-ph
Snowmass White Paper: Flavor Model Building
在Snowmass过程的白皮书中，我们总结了风味模型构建在寻求新物理学中的作用。我们回顾的方法来解决非通用的味道结构的标准模型，并讨论如何新的物理模型可以兼容的严格限制，间接探测非常高的尺度的味道变化过程。我们还概述了B衰变中的持续异常和μ子的异常磁矩及其一些最流行的新物理解释。
2023-03-22 hep-ph
Electroweakino Searches: A Comparative Study for LHC and ILC (A Snowmass White Paper)
本文对最小超对称标准模型中电弱子搜索的LHC和ILC进行了系统的比较研究。我们采用了一般的自下而上的方法和扫描的参数区域的所有三种情况下的最轻的超对称粒子是比诺，维诺，希格斯诺等。从电子对产生和随后衰变到Wh（h到b \bar b）终态的电弱子信号可以产生95%C. L.的灵敏度。在14 TeV LHC上，在300 fb^{-1}的亮度下，M_2的质量标度μ ~ 250-400 GeV（200-250 GeV）。结合所有其他衰变通道，95% C. L.排除（5 σ发现）可以扩展到M_2，μ ~ 480-700 GeV（320-500 GeV）。在ILC中，一旦越过运动学阈值，就可以很容易地发现电弱子，并且可以彻底研究它们的性质。
2013-09-27 hep-ex hep-ph
Z' Discovery Reach at Future Hadron Colliders: A Snowmass White Paper
超中性规范玻色子是标准模型（BSM）之外的许多物理模型的特征，它们的发现可能是新物理学的第一个证据。在这篇Snowmass白皮书中，我们比较了Snowmass研究所考虑的各种BSM模型的高能强子对撞机的发现范围。预计LHC应该能够从各种BSM模型中看到Z'的证据，当LHC达到其设计能量和光度时，其质量高达~5 TeV，并且随着高光度升级，其质量高达~6 TeV。在更远的未来，高能LHC将大大扩展这一范围到~11 TeV，而~100 TeV的VHE-LHC可以看到Z'的证据高达~30 TeV。
2013-09-06 hep-ph
PDF uncertainties in the extraction of the W mass at LHC: a Snowmass Whitepaper
W玻色子质量的精确测量是未来几年LHC物理计划的重要里程碑。对$M_W$的精确测量允许通过全局电弱拟合对标准模型进行严格的一致性检验，而全局电弱拟合又对新物理学敏感，其尺度可能高于直接搜索中探索的尺度。从理论的角度来看，我们有限的知识PDF将是一个主要来源的不确定性，在正在进行的和未来的大型强子对撞机确定的$M_W$。在本白皮书中，我们量化了PDF不确定性对LHC横向质量分布中W质量提取的影响。计算已进行使用NNPDF2.3集，其中包括直接约束的W玻色子生产运动学的数据从LHC的电弱规范玻色子生产。我们的研究结果证实了以前的估计，PDF的不确定性，在确定$M_W$从$m_W^T$分布是温和的，大约10兆电子伏最多。我们还简要地讨论了轻子$p_T$分布的情况。
2013-09-05 hep-ex hep-ph
Heavy Neutral Lepton Searches at the Electron-Ion Collider: A Snowmass Whitepaper
在本白皮书中，我们以重中性轻子（HNL）模型为例，探索在电子离子对撞机（EIC）上进行新物理研究的潜力。我们提出了两大类的搜索策略取决于HNL的寿命：直接搜索的提示衰减HNL的寿命短，长寿命的位移顶点搜索。在识别出最有希望的信号和相应的背景后，我们进行了详细的模拟，以估计EIC对HNL的灵敏度，考虑检测器阈值，分辨率和几何接受度。我们推导出的EIC达到HNL平方混合角的函数的HNL质量下的电子味混合优势假设的预测。我们的研究结果表明，EIC可以提供相当的灵敏度，现有的限制，及时的搜索，而位移顶点搜索可以覆盖大量的新地面HNL在1-10 GeV的质量范围。我们提出的策略通常也适用于其他新的物理场景，并激励EIC进行更多的现象学探索和专门的未来搜索。
2023-03-10 hep-ex hep-ph
Snowmass White Paper: Probing New Physics with $μ^+ μ^- \to bs$ at a Muon Collider
在这篇关于Snowmass过程的白皮书中，我们讨论了用μ子对撞机探测持续罕见的$B$衰变异常的新物理解释的前景。如果这些异常是新物理学的间接迹象，那么在质心能量为$\sqrt{s} = 10$ TeV的μ子对撞机上，应该可以观察到$μ^+ μ^- \to b s$产生的非标准速率。$b$ -喷流的前后不对称性提供了新物理耦合的手征性结构的诊断。在没有信号的情况下，$μ^+ μ^- \to b s$可以间接探测大到$86$ TeV的新物理尺度。光束偏振对新物理灵敏度有重要影响。
2022-03-14 hep-ph
Snowmass white paper: Need for amplitude analysis in the discovery of new hadrons
我们强调需要发展全面的振幅分析方法，以进一步了解强子光谱。反应振幅约束的第一原则的$S$矩阵理论和QCD现象需要提取强大的解释的数据从实验和晶格计算。
2022-03-15 hep-ex hep-ph nucl-th
TRSM Benchmark Planes -- Snowmass White Paper
在本白皮书中，我简要介绍了双实单线态模型（TRSM）中的基准平面，TRSM是一种通过两个遵守$\mathbb{Z}_2\,\otimes\,\mathbb{Z}_2'$对称性的实单线态来增强标准模型（SM）标量扇区的模型。在这个模型中，所有的场都获得一个真空期望值，使得这个模型总共包含3个可以相互作用的CP偶中性标量。所有与类SM粒子的相互作用都是通过混合从类SM双重态继承的。我提醒读者注意之前提出的基准平面，并简要讨论未来希格斯工厂的可能生产。
2022-05-28 hep-ph
Snowmass White Paper: Effective Field Theory Matching and Applications
将UV理论映射到低能量有效描述是一个称为匹配的过程。在过去的十年中，我们已经看到了巨大的进步，在新的工具，有效地执行匹配计算的发展，依靠所谓的功能的方法。本白皮书总结了功能匹配的现状。具体地说，相对论理论的匹配是一个完全解决的问题，在微扰论中可以达到单圈阶，在有效场论展开中可以达到任意阶。一个精简的处方，已部分自动化，有利于应用功能匹配的现象学研究中的标准模型EFT框架。
2022-03-14 hep-ph
Gluino bounds: Simplified Models vs a Particular SO(10) Model (A Snowmass white paper)
我们考虑在简化模型的背景下研究的LHC第一轮的结果，并重新解释一个特定的SO（10）模型与非简化拓扑结构。强子搜索已被设计为获得最佳的灵敏度的简化模型。它们在最终状态下需要多个b-jet。但是，我们表明，从这些搜索得到的边界是弱的情况下，这里研究的特定模型，因为有较少的b-喷流。
2013-08-09 hep-ph
New Ideas in Baryogenesis: A Snowmass White Paper
粒子物理学的标准模型无法解释观测到的宇宙重子不对称性。这一观测结果是超越标准模型的新物理学的明显标志。最近有许多理论发展来解决这个问题。重要的是，许多产生重子不对称性的新物理模型对理论和实验粒子物理的许多领域产生了广泛的影响。本白皮书概述了这些最新的理论发展，重点是实验可测性。
2022-03-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Higgs and Sparticle Masses from Yukawa Unified SO(10): A Snowmass White Paper
讨论了在能量和强度边界上探测t-b-tau汤川耦合统一条件的方法。我们考虑了SO（10）大统一理论（GUT）中高更诺的非普适软超对称破缺质量项。我们以前已经表明，t-b-tau汤川耦合统一更喜欢的质量约为125 GeV的标准模型-类希格斯玻色子玻色子与所有颜色的超粒子质量超过3 TeV。众所周知的MSSM参数tan（beta）约为47-48，中性子-恒星共湮灭产生了所需的遗迹暗物质密度。
2013-08-21 hep-ph
Higgs Self Couplings Measurements at Future proton-proton Colliders: a Snowmass White Paper
希格斯玻色子三线性和四次自耦合与希格斯势的形状直接相关;精确测量它们是极其重要的，因为它们提供了关于电弱对称性破缺和电弱相变的宝贵信息。在本文中，我们进行了详细的分析，通过胶子希格斯玻色子融合过程中，在最有前途的衰变通道双底夸克双光子，双底夸克双τ，和四底夸克的几个未来的对撞机：HL-LHC在14 TeV和FCC-hh在100 TeV，假设分别为3逆ab和30逆ab的积分亮度。在HL LHC方案中，我们预计在95%置信水平下di Higgs截面生产的上限为0.76，对应于2.8 sigma的显著性。在FCC-hh方案中，根据假设的探测器性能和系统不确定性，我们预计希格斯粒子自耦合将在95%的置信水平下以4.8-8.5%的精度测量。
2022-03-23 hep-ex hep-ph
Neutrino Scattering Measurements on Hydrogen and Deuterium: A Snowmass White Paper
中微子相互作用的不确定性是当前和下一代探索中微子基本物理的实验的限制因素，这是超越标准模型的物理学的独特窗口。中微子-核子散射振幅是中微子相互作用程序的重要组成部分。然而，由于所有现代中微子探测器主要由重核组成，基本中微子-核子振幅的知识在很大程度上依赖于20世纪70年代和80年代进行的实验，其统计和系统精度不足以满足当前的需求。在本白皮书中，我们概述了尝试测量氢和氘的动机，这将提高这方面的知识，我们讨论了使用DUNE近探测器或专用设施进行这些测量的选项。
2022-06-01 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
Snowmass2021 White Paper: Collider Physics Opportunities of Extended Warped Extra-Dimensional Models
虽然扭曲的额外维度模型为规范和味层次问题提供了一个有吸引力的解决方案，但极小模型预测的新粒子的质量尺度将超出LHC的范围。为了避免这些问题，人们提出了扩展扭曲额外维度的模型，并且在过去的十年中研究了它们对对撞机的影响。本白皮书总结了对撞机现象学的最新发展。策略和教训是广泛的，并提供了一个模板，以扩展实验计划，以涵盖更广泛的一类信号在其他新的物理场景以及。
2022-03-24 hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier CF6 White Paper: Multi-Experiment Probes for Dark Energy -- Transients
这份受邀的Snowmass 2021白皮书强调了天文瞬变联合分析在推进HEP科学方面的力量，并介绍了可以实现当前和即将到来的项目所带来的机会的研究活动。感兴趣的瞬变包括引力波事件、中微子事件、强透镜类星体和超新星，特别是Ia型超新星。这些瞬变可以作为宇宙中宇宙学距离的探测器，也可以作为极强引力、高能物理学的宇宙实验室。联合分析是指需要多个实验或设施进行重要协调的工作，因此包括多信使天文学和光学瞬态发现以及分布式后续计划。
2022-10-04 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Snowmass White Paper: Generalized Symmetries in Quantum Field Theory and Beyond
对称性在量子场论中起着中心作用。最近的发展包括作用于缺陷和其他子系统的对称性，以及分类而不是类群的对称性。这些广义的对称性概念允许限制动力学的新类型的异常。我们回顾了量子场论中这些新的对称性方面的一些变革性实例，并对最近的应用进行了粗略的概述。
2022-05-19 hep-ph hep-th
Snowmass 2021 White Paper: The Windchime Project
粒子暗物质在直接探测实验中没有清晰的信号，这激发了在可行参数空间不同区域的新方法。在这篇Snowmass白皮书中，我们概述了Windchime项目，这是一个建立大型量子增强机械传感器阵列的计划。最终目标是建造一个探测器，能够纯粹通过普朗克质量尺度的暗物质与普通物质的引力耦合来寻找暗物质。在短期内，我们的目标是寻找一些其他的物理目标，特别是一些超轻的暗物质候选者。在这里，我们讨论的基本设计，开放的R&D的挑战和机遇，目前的实验工作，以及风铃项目的短期和长期的物理目标。
2022-03-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A lattice QCD perspective on weak decays of b and c quarks Snowmass 2022 White Paper
格子量子色动力学已被证明是一个不可缺少的方法来确定弱衰变过程的非微扰强贡献。在Snowmass社区规划过程的这份白皮书中，我们重点介绍了弱$b$和$c$夸克衰变的晶格计算的成就和未来研究途径，并指出这些计算将如何帮助解决目前粒子物理学界关注的异常问题。随着未来计算资源的增加和算法的改进，百分比水平（及以下）的晶格确定将在约束标准模型或识别新物理学方面发挥核心作用。
2022-08-12 hep-ex hep-lat hep-ph
Roadmap for Ultra-High Energy Cosmic Ray Physics and Astronomy (whitepaper for Snowmass 2013)
我们总结了当前一代宇宙线观测站在超高能宇宙线物理和天文学方面取得的显着进展。我们讨论了未来测量的主要目标，并描述了现有实验的近期增强计划以及下一代观测站。
2013-07-29 astro-ph.HE hep-ph
Hadron collider potential for excited bosons search: A Snowmass whitepaper
双轻子末态e+e-和mu+mu-是寻找新的重中性共振态最清晰的途径。它们的优点是来自标准模型Drell-Yan过程的主要不可约背景通常比峰区域下的预期信号低两个数量级。本文主要研究激发态中性玻色子Z* 的研究。目前，只有ATLAS合作正在LHC上寻找这样的激发。我们比较我们的评估与官方合作的结果在7 TeV，并提出我们的估计在更高的质量中心的能量在pp碰撞和不同的光度。
2013-09-17 hep-ph
Signal strength and W-boson mass measurements as a probe of the electro-weak phase transition at colliders -- Snowmass White Paper
我们考虑了标准模型（SM）的标量扇区的一个额外的规范单线态，它混合了一部分的SM-样希格斯偶。在这个模型中，参数空间区域的存在，可以导致一个强大的一阶电弱相变，电弱重子生成的必要条件。我们讨论了如何使用SM-希格斯玻色子的信号强度测量，以及精确的观测值，如W-玻色子质量，在当前和未来的对撞机可以测试这些区域的参数空间。
2022-09-30 hep-ph
Closing the Wedge with 300 fb^-1 and 3000 fb^-1 at the LHC: A Snowmass White Paper
大型强子对撞机上希格斯玻色子玻色子的发现开启了直接测量电弱对称性破缺机制的时代。在LHC上寻找标准模型（SM）EWSB扇区的扩展是至关重要的。最小超对称标准模型（MSSM）是具有扩展EWSB扇区的SM的重要扩展。在本白皮书中，我们将目前ATLAS和CMS直接搜索重MSSM中性希格斯玻色子玻色子的范围扩展到LHC的300 fb^-1和3000 fb^-1数据。特别是我们专注于τ^+τ^-通道和赝标衰变到轻希格斯玻色子玻色子和Z，与额外的讨论如何进一步关闭楔形。
2013-08-08 hep-ph
Monte Carlo tools for studies of non-standard electroweak gauge boson interactions in multi-boson processes: A Snowmass White Paper
在Snowmass 2013白皮书中，我们回顾了用于研究电弱矢量玻色子对和三重产生以及矢量玻色子散射中的非标准电弱相互作用的有效场论方法。我们提出了一个概述的MadGraph5，VBFNLO和WHIZARD中的第六和第八维运营商的实施，并提供这些更高的维度运营商在这些程序中使用的系数之间的关系，并在异常耦合的方法。我们执行调谐比较多玻色子过程的预测，包括非标准的电弱相互作用与MadGraph5，VBFNLO和WHIZARD。我们讨论了高阶修正在这些预测中的作用，使用VBFNLO和POWHEG BOX实现高阶QCD修正WWjj生产。本白皮书旨在收集LHC非标准电子战物理研究的有用工具，比较它们，并研究相关过程中的主要物理问题。
2013-09-30 hep-ph
Snowmass White Paper: Implications of Quantum Gravity for Particle Physics
量子引力对低能有效场论提出了重要的相容性条件，例如不存在全局对称性。这些可能会对标准模型之外的粒子物理学的研究产生重要影响。我们回顾了其中的一些条件及其对强CP问题、弱标度、新规范相互作用和宇宙学的唯象意义。我们还提供了一些关于这些想法如何指导模型构建的一般性评论。
2022-03-15 gr-qc hep-ph hep-th
Snowmass 2021 White Paper: Tabletop experiments for infrared quantum gravity
从单原子到大质量的机械设备的量子读出和控制方面的进展可能使第一代实验能够探测量子体系中的引力相互作用，可以想象在未来十年内。在这份Snowmass白皮书中，我们简要概述了实现这些实验所面临的可能性和挑战。特别是，我们强调需要详细的理论修改通常的有效QFT的引力子在红外区$E/L^3 \ll m_{\rm Pl}/\ell_{\rm Pl}^3$，这些实验中操作，和关系到可能的UV完成。
2022-03-23 gr-qc hep-ph quant-ph
Electroweak Monopole Production at the LHC - a Snowmass White Paper
我们认为，电弱粒子的寻找是我们理解标准模型的一个关键问题。与电动力学中的狄拉克模型不同，电弱模型应该存在于标准模型的框架内。电弱电子的质量估计为5至7 TeV，但可能高达15 TeV。在阈值以上，它在LHC的产生率预计相对较大，比W+W-对大（1/alpha（em）2）倍。寻找电弱粒子是最新的大型强子对撞机实验MoEDAL的主要动机之一，该实验将于2015年开始采集数据。
2013-07-31 hep-ph
125 GeV Higgs Boson From Gauge-Higgs Unification: A Snowmass white paper
在某些在轨道折叠$S^1/Z_2$上紧化的五维规范理论中，标准模型希格斯双重态被等同于规范场第五分量的零模。规范-希格斯统一是在高能下实现的，而标准模型作为紧化尺度下的有效理论，满足了希格斯四次耦合在紧化尺度下消失的边界条件（规范-希格斯条件）。这是因为在能量高于紧致化标度时，五维规范不变性被恢复，希格斯势随之消失。我们考虑的情况下，顶夸克汤川和弱规范耦合统一可以实现，并确定的紧化尺度为一个在这两个耦合耦合具有相同的值。考虑到顶夸克质量和QCD耦合常数测量的实验不确定性，从规范-希格斯统一方案预测的119-126 GeV的希格斯质量与实验测量值125-126 GeV是一致的。对顶夸克质量和QCD耦合常数的更精确测量对于缩短希格斯质量预测的间隔，从而检验规范-希格斯统一方案的可行性至关重要。
2013-08-22 hep-ex hep-ph
Stealth Stops and Spin Correlation: A Snowmass White Paper
质量几乎与顶质量退化的停止，衰变为顶和软中性伴子，通常被称为“隐形停止”。它们的运动学看起来非常类似于标准的陀螺事件，这导致事件很少或没有多余的丢失横向能量。这使得强子对撞机探测停止参数空间的这一区域变得复杂，使得标准搜索技术的应用具有挑战性。在这篇Snowmass白皮书中，我们重新分析了搜索隐形停止的自旋相关方法，重点是在14 TeV LHC上进行这种搜索的可行性。我们发现，虽然统计限制显着收缩相比，低光度8 TeV运行，系统的PDF的不确定性构成的主要障碍。我们表明，目前的理解PDF可能不允许我们谈论顶部和停止歧视通过自旋相关的包容性样本。另一方面，如果只考虑低质心能量的事件，则系统不确定性显著减小，使得在该区域中的搜索可行。
2013-10-01 hep-ph
Theories and Experiments for Testable Baryogenesis Mechanisms: A Snowmass White Paper
宇宙的重子不对称性是期望物理学超越标准模型的核心动机之一。在这篇Snowmass白皮书中，我们回顾了测试一些核心范式的挑战和机遇，这些范式预测物理学的尺度足够低，可以期待未来十年的新实验数据。重点放在理论思想和他们的一些实验的影响，特别是，我们讨论了中子-反中子转换，味观测，下一代对撞机，未来的中子设施，引力波，寻找永久电偶极矩，$0νββ$衰变和一些未来的大型地下实验作为方法来测试后sphaleron重子，电弱重子，中生和低尺度leptogenesis。最后，我们评论的情况下，高尺度物理可以探测通过这些相同的机制。
2022-03-25 hep-ex hep-ph hep-th
