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
Review of CMS contribution to Hadron Spectroscopy (Snowmass 2021 White Paper)
在这份简短的白皮书中，我们简要介绍了CMS合作组织迄今为止在常规和奇异强子光谱学领域进行的研究。我们强调了最相关的科学成就，并讨论了这种参与的未来前景。
2022-05-07 hep-ex
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
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
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
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
Snowmass Neutrino Frontier: NF02 Topical Group Report on Understanding Experimental Neutrino Anomalies
这份报告是由Snowmass Neutrino Frontier Topical Group NF02召集人编写的关于粒子物理学未来的美国社区研究（Snowmass 2021）的一部分，它基于NF02 Topical Group贡献的关于光无菌中微子和相关现象学的白皮书。
2022-09-12 hep-ex 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
Readout for Calorimetry at Future Colliders: A Snowmass 2021 White Paper
量热计将为未来的对撞机探测器提供关键的测量。由于信号幅度的高动态范围、高精度和高读出速率的传统挑战通过增加粒度和精确定时而变得复杂，因此读出系统将变得越来越复杂。本白皮书回顾了未来对撞机探测器中量热计读数的挑战和机遇。
2022-03-31 hep-ex physics.ins-det
Snowmass Whitepaper: The Belle II Detector Upgrade Program
我们描述了计划中的近期和潜在的长期升级的美女II探测器在SuperKEKB电子-正电子对撞机在日本筑波。这些升级将允许在味道、τ、电弱和暗扇区物理学中越来越敏感地搜索标准模型之外的可能的新物理学，这些物理学既与LHC和其他实验互补又与之竞争。我们鼓励仪器前沿社区贡献和研究升级想法，作为Snowmass过程的一部分。
2022-03-21 hep-ex physics.ins-det
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: 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
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
Applications of Nanoparticles for Particle Physics: A Whitepaper for Snowmass 2013
过去的十年是纳米技术的十年，这是一个特别有趣的长度尺度，因为我们在这里看到了从经典到量子世界的过渡。在这种向量子机制的过渡中，出现了新的现象，这些现象在广泛的应用中被证明是有价值的。本白皮书重点介绍最简单的纳米技术，球形纳米粒子及其在粒子物理学中的可能应用。
2013-07-10 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
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
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 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 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
Report of the Snowmass 2021 e$^+$e$^-$-Collider Forum
Snowmass 2021 e $^+$ e $^-$ -Collider论坛讨论的摘要，提交给Snowmass 2021社区研究的白皮书，能源前沿（EF）小组和加速器前沿（AF）综合工作组（ITF）的意见书。
2022-09-07 hep-ex
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
Geant4 - Current and Future : A Snowmass 2013 White Paper
美国对Geant 4的参与始于1997年在SLAC的BaBar实验中采用它，随后在SLAC创建了一个支持BaBar并为Geant 4开发做出贡献的小组。近年来，SLAC一直是国际Geant 4协作组织的领导者，主要负责现有代码的演进开发，致力于实现多线程，探索新的应用领域以及GPU等新技术。本文介绍了SLAC Geant 4团队目前和未来的发展。
2013-08-08 hep-ex physics.comp-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
Probing the axion-photon coupling: phenomenological and experimental perspectives. A snowmass white paper
我们提出了一个简短的概述正在进行的搜索轴子粒子通过其耦合到光子。经典的QCD轴子和最近提出的类轴子粒子被认为是。轴子-光子耦合的天体物理学界限来自对氦燃烧过程中恒星能量损失的考虑，无论是低质量还是高质量恒星。太阳观测仪在实验室强磁场中寻找太阳轴子向x射线光子的反向转换。最后，Haloscopes的目标是探测我们星系晕中的暗物质轴子。这两种类型的搜索都期待在未来取得重大进展，这将使他们能够探测恒星冷却边界以下的参数空间的大的，动机良好的部分。
2013-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Study of ttH (H -> mu mu) in the three lepton channel at sqrt(s) = 14 TeV; A Snowmass white paper
H -> mu mu签名为希格斯玻色子提供了极好的质量分辨率，因此尽管双μ子分支比很小，但它是一个重要的希格斯玻色子衰变通道。我们提出了一个优化的选择标准，在寻找三轻子ttH（H -> mu mu）事件，其中顶夸克对衰变半轻子，在模拟的高亮度LHC（HL-LHC）运行在14 TeV。该研究使用3000 fb^（-1）的模拟数据进行，平均堆积< mu >= 140。在这个最终的HL-LHC数据集中，我们发现ttH（H -> mu mu）将是一个非常难以观察的签名，由于非常小的预期信号。
2013-10-03 hep-ex
Snowmass 2021 Accelerator Frontier White Paper: Near Term Applications driven by Advanced Accelerator Concepts
虽然先进加速器社区的长期愿景旨在应对未来对撞机技术的挑战，但社区必须利用这一机会，通过其近期应用产生巨大的社会影响。反过来，启用强大的应用程序可以加强底层加速器基础设施的质量、控制和可靠性。白皮书将总结高级加速器社区提出的近期应用想法，评估其潜在影响，讨论概念的科学和技术准备情况，并提供实施的时间轴。
2022-03-17 hep-ex physics.acc-ph
Single Vector-Like top quark production via chromomagnetic interactions at present and future hadron colliders $-$A Snowmass 2021 White Paper
在我们最近的论文中，我们研究了大型强子对撞机发现通过色磁矩相互作用单独产生的矢量类夸克伙伴态的潜力。这些生产机制扩展了传统的搜索依赖于对生产的顶夸克伙伴国或单生产这些国家通过电弱相互作用，在这个意义上提供了大大增加的范围内的参数空间区域，传统的搜索是不敏感的。在这项研究中，我们确定了14 TeV的高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）和100 TeV的质子-质子对撞机探测新的矢量夸克在这种模式下产生的潜力。我们重点研究了顶夸克伙伴与普通顶夸克的单次产生，以及底夸克伙伴的共振产生及其随后衰变为顶夸克伙伴和$W$玻色子。对于这两种情况，我们都考虑了顶伴衰变为希格斯玻色子玻色子和普通顶夸克。我们发现，HL-LHC和未来的100 TeV质子对撞机可以探测矢量类伙伴质量分别高达约3 TeV和15-20 TeV，明显扩展了传统的矢量类夸克伙伴搜索的范围。
2022-09-08 hep-ex hep-ph
Opportunities for precision QCD physics in hadronization at Belle II -- a snowmass whitepaper
本文介绍了在Belle II的$e^+e^-$碰撞中对强子末态进行高精度研究的QCD研究。非常干净的环境和Belle~II探测器的最新能力（包括出色的粒子识别和改进的顶点重建），加上前所未有的数据集大小，将有可能进行强相互作用的多个有价值的测量，包括强子对μ子$(g-2)$和QCD耦合的贡献，以及部分子强子化和动力学夸克质量产生的进一步研究。
2022-04-13 hep-ex
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Observational Facilities to Study Dark Matter
我们提出了一个概述未来的观测设施，将大大提高我们的理解的基本性质的暗物质。这些设施涵盖一系列观测技术，包括光学/近红外成像和光谱学、宇宙微波背景测量、脉冲星计时、高红移中性氢21厘米观测以及引力波测量。这些设施是揭示暗物质性质的多管齐下的实验计划的关键组成部分，同时经常提供暗能量，中微子物理和膨胀的补充测量。
2022-03-11 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Snowmass'21 Whitepaper -- IsoDAR Overview
IsoDAR@Yemilab是一个独特的地下中微子物理设施。该系统包括一个加速器驱动的$\barν_e$源，位于Yemilab LSC 2.3 kt探测器旁边。因为这个设施是第一个同类的，它开辟了新的方法，超越标准模型（BSM）的物理搜索。该程序最著名的是其能够以模型不可知的方式在高统计量下搜索新的振荡签名。IsoDAR@Yemilab可以明确解决短基线时$\barν_e$消失的问题。除此之外，IsoDAR还提供了广泛的新中微子性质和新粒子的搜索。该设施使用最先进的回旋加速器，目前已完全设计完毕，正在进行原型制作。初步批准在韩国的Yemilab运行，导致洞穴的挖掘完成。虽然加速器设计为在地下运行，但IsoDAR加速器也可以在地面上建造，使该项目能够为生产救生医用同位素做出贡献。这些功能、技术元素和部署研究在arXiv上的文章中有很好的记录，并出现在多个Snowmass'21白皮书中。本白皮书没有重复这些内容，而是提供了这些文档的“目录”。
2022-03-19 hep-ex physics.acc-ph
Snowmass 2021 White Paper: Cosmogenic Dark Matter and Exotic Particle Searches in Neutrino Experiments
来自外太空的信号及其探测在粒子物理学，特别是在发现和探索标准模型（BSM）之外的物理学中起着重要的作用，除了暗物质（DM）的证据之外，例如，由暗物质湮灭产生的中微子对于间接DM的探索也是重要的。此外，在过去的十年中，提出了一系列新的，动机良好的物理模型和暗区方案，预测宇宙起源信号与传统的直接探测粒子状暗物质的信号互补。最值得注意的是，在目前的宇宙中产生（半）相对论性DM粒子（例如，助推暗物质）的各种机制已经提出，同时符合当前对DM的观测和实验限制。由此产生的信号通常强度较低，能量更高，地下的千吨级中微子探测器可以很容易地对其敏感。此外，如果暗扇区模型允许初始态和最终态粒子之间存在较大的质量差，那么缓慢移动的DM的散射可以产生相当大的能量沉积，而使用大体积探测器的中微子实验非常适合探索这些机会。本白皮书致力于讨论宇宙起源暗物质和奇异粒子搜索的科学重要性，不仅概述了理论界和实验界最近的努力，还提供了该研究分支的未来观点和方向。本文讨论了中微子探测器中使用的技术及其互补性，并概述了当前和发展中的分析策略。
2022-09-15 hep-ex hep-ph
Coherent Scattering Investigations at the Spallation Neutron Source: a Snowmass White Paper
位于田纳西州橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，Tennessee）的中子源（SNS）提供数十MeV范围内的强烈中微子通量，其尖锐的脉冲时序结构有利于背景抑制。在本白皮书中，我们描述了SNS源如何用于测量相干弹性中微子-核散射（CENNS），以及这种实验计划（CSI：SNS的相干散射研究）的不同阶段的物理范围。
2013-10-01 hep-ex hep-ph nucl-ex
Report of the Topical Group on Neutrino Applications for Snowmass 2021
本报告是由Snowmass Neutrino Frontier Topical Group NF07召集人根据贡献的白皮书和兴趣信件的输入编写的，作为美国粒子物理学未来社区研究（Snowmass 2021）的一部分。
2022-09-15 hep-ex physics.soc-ph
Snowmass 2021 Cosmic Frontier White Paper: Cosmology with Millimeter-Wave Line Intensity Mapping
使用大尺度结构的基础物理学和宇宙学的下一代测试需要对宇宙的大体积进行测量，包括目前调查无法达到的高红移。谱线强度测绘是一种新兴的技术，它可以探测原子和分子谱线的综合发射，而不需要分辨源，可以有效地绘制出大范围红移范围内的宇宙结构。在毫米波的观测探测远红外线发射线，如CO/[CII]，并利用CMB实验开发的观测和分析技术。这些测量可以提供前所未有的精确度的限制，在膨胀，中微子质量，轻相对论性物种，暗能量和修改的引力，和暗物质，以及许多其他科学目标的物理。在本白皮书中，我们预测了未来地基毫米波强度测绘实验的灵敏度要求，以实现变革宇宙学约束。我们概述了一个阶段性的实验计划，以稳步提高灵敏度，并描述了必要的投资，在开发检测器技术和分析技术。
2022-03-14 astro-ph.CO hep-ex
Snowmass 2021 whitepaper: Proton structure at the precision frontier
本白皮书探讨了高精度部分子分布函数（PDFs）的确定现状与未来前景，指出通过实验、QCD理论、全局分析与计算的进展，将核子非极化PDFs提升至N2LO和N3LO精度，并强调实验与理论的协同及机器学习的应用。
2023-04-05 hep-ex hep-ph
Hyper-Kamiokande Experiment: A Snowmass White Paper
Hyper-Kamiokande（HK）是下一代地下水切伦科夫探测器，建立在非常成功的Super-Kamiokande（SK）实验的基础上。26万吨重的探测器的基准体积是其前身的8.4倍。HK的低能量阈值与非常大的基准体积相结合，使探测器独一无二; HK预计将在2027年开始的20年内获得前所未有的380万吨年曝光量。它有一个非常多样化的科学计划，包括长基线中微子振荡测量，核子衰变搜索，大气中微子，来自太阳和超新星爆炸的中微子，以及来自其他天体物理来源的中微子。像美国高能物理计划的旗舰项目DUNE一样，HK测量中微子的基本性质，例如寻找轻子CP破坏和超越标准模型的中微子物理。
2022-03-09 hep-ex physics.ins-det
Neutron-Antineutron Oscillations: A Snowmass 2013 White Paper
本文总结了理论发展的讨论和NNbarX合作的2013年雪团社区夏季研究所进行的研究。
2013-10-31 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
On the Importance of Rare Kaon Decays: A Snowmass 2021 White Paper
本文强调了稀有衰变$K^+\rightarrowπ^+ν\barν$、$K_L\rightarrowπ^0ν\barν$、$K_{L,S}\toμ^+μ^-$和$K_{L,S}\toπ^0\ell^+\ell^-$的精确测量对寻找新物理的重要性。这包括分支比和$q^2$中的分布，在$K^+\rightarrowπ^+ν\barν$和$K_L\rightarrowπ^0ν\barν$的情况下中微子系统的不变质量平方，以及在其余衰变的情况下$\ell^+\ell^-$系统的不变质量平方。特别是这些可观测量之间的相关性及其与$K_L\toππ$衰变中的比率$\varepsilon'/\varepsilon$、CP违反参数$\varepsilon_K$和$K^0-\bar K^0$质量差$ΔM_K$的相关性，应该有助于解开可能NP的本质。我们强调强的灵敏度，所有的观测值的CKM参数$|V_{cb}|$的$ΔM_K$除外，并列出了一些$|V_{cb}|$独立的比例内SM表现出相当不同的依赖角$β$和$γ$的么正三角形。这些衰变的特殊作用，在探测非常短的距离尺度远远超出了在大型强子对撞机的探索强调。在这方面，标准模型有效场论（SMEFT）的作用非常重要。我们还简要地讨论了Majorana中微子在$K^+\rightarrowπ^+ν\barν$和$K_L\rightarrowπ^0ν\barν…
2022-03-17 hep-ex hep-lat hep-ph
Report of the Topical Group on Micro-Pattern Gaseous Detectors for Snowmass 2021
本报告总结了提交给仪器前沿专题组IF05的微模式气体探测器（MPGD）白皮书，作为Snowmass 2021粒子物理十年调查的一部分。
2022-09-16 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Future Advances in Photon-Based Neutrino Detectors: A SNOWMASS White Paper
我们在这里讨论未来基于光子的中微子探测器的新技术。这些技术几乎涉及此类探测器的各个方面：新的封装材料、装载同位素的新方法、新的光子传感器和收集器、新的模拟和分析方法以及新的前端电子和DAQ理念。特别感兴趣的是能够在混合切伦科夫/闪烁探测器中实现广泛物理程序的技术，例如慢荧光剂，水基液体闪烁体和光子的光谱分选。还讨论了几种新的大规模探测器的想法，包括混合探测器，如Theia，ArTEMIS，和通用的慢荧光探测器，以及非常不同的SLIP和LiquidO的方法来仪表化光子为基础的探测器。还讨论了未来探测器的演示程序，包括ANNIE，Eos和NuDOT。
2022-03-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Ultraheavy particle dark matter
本文概述了质量介于10 TeV至普朗克尺度的超重暗物质候选粒子的搜索机遇与挑战，强调现有及新探测技术在未来十年内的贡献，并呼吁发展新分析方法和超高灵敏度探测器技术。
2023-04-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Snowmass 2021 White Paper Instrumentation Frontier 05 -- White Paper 1: MPGDs: Recent advances and current R&D
本文将回顾微型气体探测器的起源、发展和新版本的实例。MPGD开发的目标是创建可以经济有效地覆盖大面积的探测器，同时提供出色的位置和定时分辨率，以及在高入射粒子率下运行的能力。MPGD的早期发展最终导致了RD 51合作的形成，该合作已成为推广MPGD及其生产、表征、模拟和在不断扩大的实验配置中使用的各个方面的关键组织。就Snowmass 2021研究而言，已收到多份意向书，说明MPGD使用的持续发展和扩展。在本文中，我们突出了高精度定时，高速率应用，SRS读出系统的触发能力扩展，以及为低离子回流设计的结构。
2022-03-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Cosmology and Fundamental Physics from the three-dimensional Large Scale Structure
实验技术的进步使得在不久的将来以高保真度绘制高红移宇宙的三维图成为可能。这将使观测到的体积增加许多倍，同时提供前所未有的对非常大尺度的访问，这些尺度包含有关原始物理学的关键信息。最近发展的理论技术，以及在高红移的非线性的较小尺寸，允许重建的数量级更多的“原始模式”，并应提高我们的理解，通过测量原始的非高斯性和功能的原始功率谱的早期宇宙。除了探测加速膨胀的第一个时期外，这种测量还可以探测暗物质统治时代的暗能量密度，严格限制了广泛的动态暗能量模型。物质功率谱的形状本身就有可能探测到早期暗能量到$z \sim 10^5$的百分之几的分数，探测暗能量一直到宇宙只有几岁的时候。这些测量的精度，再加上CMB的观测，也有希望大大改善我们对相对论性物质的有效数量、中微子质量、空间曲率和引力滑移的限制。线性或准线性大尺度结构的研究与红移调查和CMB目前提供了我们最严格的宇宙学和基础物理的约束。推进红移和体积前沿将以一种易于预测和优化的方式提供有保证的、最先进的重大改进。
2022-09-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Future Gravitational-Wave Detector Facilities
下一代引力波天文台可以探索整个宇宙历史中的广泛的基本物理现象。这些现象包括进入整个宇宙时间的宇宙二元黑洞种群，进入独立于宇宙距离阶梯的宇宙膨胀历史，进入早期宇宙相变的随机引力波，进入强场和高速极限的扭曲时空，进入中子星和合并后密度的核物质状态方程，以及通过它们在极端天体物理环境中的相互作用或它们与探测器本身的相互作用而与暗物质候选物相关联。我们提出的引力波探测器的概念，可以驱动未来的引力波天体物理学。我们总结了必要技术的现状，以及在21世纪30年代建立这些天文台所需的研究。
2022-03-29 astro-ph.IM gr-qc hep-ex
Sterile neutrinos in the grand unified group E6
这份关于斯诺马斯会议的白皮书回顾了基于大统一群E6的动机，即期望不育中微子（如果它们存在的话）以三个出现。
2013-06-27 hep-ex hep-ph
Projected Performance of an Upgraded CMS Detector at the LHC and HL-LHC: Contribution to the Snowmass Process
给出了在sqrt（s）=14 TeV下，用300（0）个逆飞秒质子-质子碰撞记录所能达到的CMS探测器的物理范围。希格斯玻色子的性质，顶夸克物理和电弱过程的测量的最终精度进行了讨论，以及发现新的粒子超越标准模型的潜力。此外，未来的重离子物理的潜力。本文件已作为白皮书提交给斯诺马斯进程，该进程由美国物理学会粒子和场分部发起，旨在评估美国高能物理界的长期物理学愿望。
2013-09-27 hep-ex
