Searching for Long-lived Particles: A Compact Detector for Exotics at LHCb
我们主张在LHCb实验中建造一个新的探测器元件，旨在利用LHCb洞穴中的大型屏蔽空间寻找超过标准模型长寿命粒子的位移衰变，预计很快就会可用。我们讨论了这样一个实验的一般特点和假定的能力，以及它的各种优势和互补性，相对于现有的LHC实验和建议，如SHiP和MATHUSLA。对于两个动机良好的超越标准模型的基准场景-希格斯衰变为暗光子和$B$介子衰变通过希格斯混合门户-达到补充或超过其他LHC实验的预测。
2018-05-04 hep-ex hep-ph
Leveraging the ALICE/L3 cavern for long-lived exotics
运行5的HL-LHC时代（及以后）可能会提供新的机会，以寻找物理超越标准模型（BSM）在相互作用点2（IP 2）。特别是，利用现有的ALICE探测器和基础设施提供了一个机会，寻找位移衰变的标准模型以外的长寿命粒子（LLP）。虽然这一提议很可能被正在进行的ALICE物理目标所取代，但对其潜在的新物理范围的研究提供了与其他LLP提议的令人信服的比较。特别地，通过利用现有的L3磁体和ALICE时间投影室，全事件重建和粒子识别是可能的。对于几个动机良好的门户网站，达到竞争或超过MATHUSLA和SHiP的灵敏度，提供了约$100\, \text{fb}^{-1}$的总积分亮度可以提供给IP 2。
2018-10-08 hep-ex hep-ph
Illuminating long-lived dark vector bosons via exotic Higgs decays at $\sqrt{s} = 13\,{\text {TeV}}$
研究了在大型强子对撞机（LHC）运行2中产生可测量的长寿命暗$Z$玻色子的可能性，该玻色子可能是通过与超荷规范玻色子的动力学混合产生的，也可能是通过观测到的125 GeV希格斯玻色子与暗希格斯玻色子的混合产生的。位移双μ子在最终状态被认为是每个的$Z$和黑暗的$Z$玻色子直接衰变到一个双μ子。用次-主导阶和QCD修正计算了13 TeV下胶子-胶子融合产生Higgs的截面（N $^{3}$ LO QCD）和次领先阶电弱修正（NLO EW），在{ \textsc{MadGraph5} }\_aMC@的框架下，用蒙特卡罗模拟计算了支化分数，得到了NLO NLO并与领先阶（LO）的可用分析计算进行比较。LHC在运行2这样的搜索的敏感性进行了讨论。
2022-02-27 hep-ex hep-ph
Timing-based mass measurement of exotic long-lived particles at the FCC-ee
针对FCC-ee的Z极点超高亮度运行场景，提出利用IDEA探测器的时间和衰变顶点测量技术，结合对撞机约束运动学实现外来长寿命粒子的质量测量，通过模拟分析验证了该方法的质量分辨率潜力。
2025-02-12 hep-ex hep-ph
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
Search for long-lived particles decaying to a pair of muons in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
基于 CMS 实验 2016 和 2018 年数据，搜索衰变为缪子对的长寿命粒子，在隐藏阿贝尔希格斯模型和简化模型中给出迄今最佳限制。
2023-06-04 hep-ex
Searching for Long-Lived Particles in Free Neutron Experiments
本文研究自由中子衰变产生长寿命奇异粒子的可能性，通过质量近简并规避现有探测器限制，并指出 HIBEAM-NNBAR 每年或可观测数个事件。
2025-06-10 hep-ex hep-ph
Searches for massive, long-lived particles in events with displaced vertices with ATLAS
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）
本文报告了ATLAS在Run 2和Run 3中通过缺失横向能量和muon触发的顶点位移搜索，采用新型算法提高对长寿命粒子衰变产物的重建能力，限制了Higgs Portal、SUSY和DFSZ轴子模型。
2026-04-18 hep-ex
Exploring the hadronic phase with momentum and azimuthal distribution of short-lived resonances and understanding the internal structure of exotic resonances with ALICE
Jadavpur University（贾达普大学）
ALICE实验利用K*(892)和ϕ(1020)共振的产率、能谱和流谐波研究介子相性质，并探索奇特共振的内部结构。
2026-01-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Proposing GRENDEL: GalleRy ExperimeNt for Decays of Exotic LLPs at the LHC
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Università degli Studi di Bergamo（贝加莫大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
本研究提出安装在LHC的CMS点5号PX56廊道的专用探测器GRENDEL，利用岩石混凝土被动屏蔽与主动本底排除，以挤出闪烁体棒探测0.2-15GeV的中性长寿命粒子，无需土木工程即可实现有竞争力的灵敏度。
2026-11-10 hep-ex
First observation of long-lived $π^+ π^-$ atoms
在对基态寿命约为$3 \times 10^{-15}$ ~s的双异态$τ$原子进行观测和研究后，在CERN PS加速器上进行的改进的DIRAC实验首次观测到了基态寿命约为$10^{-11}$ ~s甚至更长的长寿命态。由长寿命$π^+π^-$原子分裂（电离）产生的特征π介子对的数量为$436\pm61$，对应于优于7个标准偏差的信号误差比。这一观测结果为测量$p$和$s$原子态之间的能量差，从而确定$ππ$散射长度提供了新的可能性。
2015-08-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Experiment Anti-Helium (Production of Nuclei and Anti-Nuclei. Limits for "exotic" particles of long lifetime)
本文回顾了200-240 GeV/c质子在0度时轰击铍靶和铝靶产生的带电π介子、带电K介子、质子、反质子、氚核、反氚、He ~ 3核和反He ~ 3反核的相对产额。描述了对长寿命粒子的生产的搜索，电荷为2/3，1，4/3，对于负粒子生产，在95%置信水平下获得的上限相对于已知粒子的生产在10-11的水平。
2013-07-24 hep-ex nucl-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
Search for light long-lived particles in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV using displaced vertices in the ATLAS inner detector
EUROPEAN ORGANISATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））
本文利用ATLAS实验在13 TeV pp碰撞中，通过位移顶点搜索轻长寿命粒子，设定了Higgs玻色子、ALPs及顶夸克衰变的上限。
2025-12-17 hep-ex
No Track left behind: Graph-based Vertexing for long-lived Particle Reconstruction
Jožef Stefan Institute（约泽夫·斯特凡研究所）
本研究提出基于图的轨迹聚类结合鲁棒顶点拟合的位移顶点重建算法，以Delphes模块实现，在FCC-ee探测器基准测试中表现优异，填补了公共快速模拟框架的空白。
2026-08-05 hep-ex hep-ph
New Detectors to Explore the Lifetime Frontier
长寿命粒子（LLP）是许多超越标准模型理论的共同特征，包括超对称性，并且通常在奇异的希格斯衰变中产生。不幸的是，没有现有的或提出的搜索策略将能够观察到非强子电中性LLP的衰变，其质量高于$\sim$ GeV，寿命接近大爆炸核合成（BBN）设定的极限，$c τ\lesssim 10^7 - 10^8$ ~m。我们提出了MathusLA表面探测器概念（用于超稳定中性粒子的大规模计时速度计），该概念可以通过现有技术实现，并及时用于高亮度大型强子对撞机升级，以寻找此类超长寿命粒子（ULLP），无论是产生于奇异的希格斯衰变还是更一般的产生模式。我们还主张在未来的100 TeV对撞机上使用专用的LLP探测器，在那里，一个中等大小的地下设计可以发现ULLP，其寿命在BBN极限下，产生于次百分比水平的外来希格斯衰变。
2017-01-13 hep-ex hep-ph
Detecting long-lived particles trapped in detector material at the LHC
我们建议实施一个两阶段的检测策略，可以在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生的外来长寿命粒子，成为被困在探测器材料，和衰变后。所提出的策略依赖于一系列金属棒，组合起来形成一个高密度的目标。在第一阶段，棒暴露在实验洞穴之一的LHC碰撞辐射中。在第二阶段，它们被单独浸入不同实验大厅的液态氩中，在那里，时间外的衰变可以产生可检测的信号。使用长寿命的胶子对生产的基准情况下，我们表明，这个实验将是敏感的范围很广的群众。这样的实验将对低至3 GeV的胶子-中性伴子质量分裂具有独特的灵敏度，在以前发现的粒子寿命从几天到几年不等。
2022-03-17 hep-ex hep-ph
Search for displaced decays of long-lived particles in events with missing transverse momentum in $\sqrt{s} = 13$ TeV $pp$ collisions with the ATLAS detector
EUROPEAN ORGANISATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)（欧洲核子研究中心）
本文利用ATLAS探测器在13 TeV $pp$碰撞中寻找长寿命粒子的错位衰变，并通过四种模型解释结果。
2026-08-31 hep-ex
Reconstructing long-lived particles with the ILD detector
本文基于全探测器模拟，研究ILD探测器对重型和轻型长寿命粒子的重建能力，分析软束流本底的压低方法，并比较TPC与硅径迹探测器两种设计方案下的性能表现。
2023-10-31 hep-ex
Search for exotic decays at NA62
欧洲核子研究中心SPS的NA62实验的特点（高强度设置，触发系统的灵活性，束粒子的高频跟踪，冗余粒子识别和高效率的光子否决）使NA62特别适合于在超越标准模型（BSM）物理中寻找长寿命的弱耦合粒子，使用K介子和π介子衰变以及在转储模式下操作实验。本文介绍了NA62探测暗光子、重中性轻子和类轴子的灵敏度，并展望了NA62实验今后的数据采集前景。
2019-10-23 hep-ex hep-ph
ANUBIS detector and its sensitivity to neutral long-lived particles
University and INFN Roma Tor Vergata（罗马托维尔加塔大学及INFN）；School of Sciences and Engineering, Glasgow Caledonian University（格拉斯哥喀里多尼亚大学科学与工程学院）；IPPP, Dept of Physics, Durham University（达勒姆大学IPP P物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学系）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Institute of Experimental and Applied Physics, CTU in Prague（布拉格捷克技术大学实验与应用物理研究所）；Department of Nuclear and Particle Physics, University of Geneva（日内瓦大学核与粒子物理系）；Max Planck Institute for Physics, Munich（慕尼黑马克斯·普朗克物理研究所）；Department of Physics, University of Tennessee（田纳西大学物理系）；KTH Royal Institute of Technology, Stockholm（斯德哥尔摩皇家理工学院）；Department of Physics, University of Hong Kong（香港大学物理系）；CERN（欧洲核子研究中心）；Istinye University（伊斯提耶大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
本文介绍了ANUBIS探测器，通过在ATLAS实验附近布置大型衰变体积并配备径迹探测器，实现了对中性长寿命粒子前所未有的探测灵敏度，能够探测低至10^-6的希格斯玻色子奇异衰变分支比。
2026-10-23 hep-ex
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
Search for long-lived particles decaying to final states with a pair of muons in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13.6 TeV
本研究利用LHC第3轮运行首年36.6 fb$^{-1}$的13.6 TeV质子-质子碰撞数据，借助新位移双缪子触发寻找长寿命粒子，在两类理论模型下得出了质量大于10 GeV的长寿命粒子宽寿命区间内迄今最严格的限制。
2024-05-20 hep-ex
Long-Lived Particles at Future Colliders
长寿命的粒子有足够的寿命，当它们在碰撞中产生时，会在探测器中留下明显的特征。在越来越高的能量驱动下，粒子对撞机的触发和重建算法针对越来越重的粒子进行了优化，而这些粒子又往往是短暂的。这使得寻找长寿命粒子变得困难，通常需要专用的方法，有时需要专用的硬件来识别它们。然而，接受挑战带来了巨大的潜力，因为新的，长寿命的粒子在各种有前途的新物理模型中发挥作用，这些模型可以回答标准模型的大部分开放问题，例如：中微子质量，暗物质或宇宙中的物质-反物质不平衡。目前，国际高能物理界正在规划LHC之后的未来设施，各种粒子对撞机已经被提出。与长寿粒子有关的关键物理案例将在那时获得，在本演示文稿中，突出了三个有趣的例子：重中性轻子，与暗物质有关的隐藏扇区和异国情调的希格斯玻色子衰变。其次是一个小审查的初步研究假设不同的未来对撞机，利用不同的碰撞粒子和加速器类型提供的互补优势。
2021-02-15 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
Searching for long-lived dark scalars at the FCC-ee
本文研究在FCC-ee上通过希格斯玻色子奇异衰变寻找长寿命暗标量粒子，利用IDEA探测器模拟和位移顶点选择，可探测低至10^-4的分支比。
2025-06-18 hep-ex hep-ph
Search for displaced photons produced in exotic decays of the Higgs boson using 13 TeV $pp$ collisions with the ATLAS detector
本研究利用ATLAS探测器记录的13 TeV质心系能量下LHC Run 2的139 fb⁻¹质子-质子对撞数据，搜寻希格斯玻色子奇异衰变产生的位移光子，未发现超出标准模型背景的显著信号，设定了该奇异衰变分支比及大位移延迟光子产生的模型无关上限。
2023-12-14 hep-ex
Probing gluons-enriched dark jets from Higgs boson exotic decays at the LHC
Nanjing Normal University（南京师范大学）
研究通过Higgs玻色子奇异衰变产生富含胶子的暗喷流，利用轻量赝标量介质连接暗物质领域与标准模型领域，探索暗物质粒子的长寿命特性及探测方法。
2025-12-31 hep-ex hep-ph
Search for long-lived particles produced in association with a Z boson in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
寻找长寿命粒子（LLP）与Z玻色子产生的。该研究使用2016-2018年期间CMS实验记录的13 TeV质心能量的质子-质子碰撞数据进行，对应于117 fb $^{-1}$的积分亮度。假设LLP衰变为一对标准模型夸克，它们被确定为CMS跟踪系统内的位移喷流。基于Z玻色子衰变为电子或μ子对的触发器和选择提高了对光LLP的灵敏度（低至15 GeV）。这种搜索提供了超出标准模型的情况下，预测与Z玻色子产生的LLP的灵敏度。特别是，结果被解释的背景下，奇特的希格斯玻色子衰变到一对标量LLP（H $\to$ SS）。希格斯玻色子的衰变分支分数被限制在适当的衰变长度为10-100毫米和LLP质量之间的40和55 GeV的值小于6%。在低质量（$\approx$ 15 GeV）标量粒子，随后衰变为一对b夸克的情况下，搜索是敏感的分支分数$\mathcal{B}$（H $\to$ SS）$\lt$ 20%，适当的衰变长度为10-50 mm。使用相关的生产与Z玻色子增加的灵敏度，低质量LLP的胶子融合搜索的分析。在15 GeV标量LLP的情况下，在30 mm的适当衰变长度处，改进对应于因子2。
2022-03-28 hep-ex
Search for light long-lived neutral particles from Higgs boson decays via vector-boson-fusion production from $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ATLAS detector
本文报告了利用ATLAS探测器在13 TeV质子-质子碰撞中通过矢量玻色子融合产生的Higgs玻色子衰变寻找长寿命暗光子的研究，结合以往结果排除了特定参数空间下10%以上的分支比。
2024-10-11 hep-ex
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
Long-lived light neutralinos at Belle II
在R宇称破坏超对称性的背景下，我们考虑了Belle II实验中由$τ$轻子稀有衰变产生的质量约为1 GeV的轻中性伴子。在Belle II实验中产生了大量干净的$τ$轻子样品，预计对这种具有位移顶点的奇异签名的轻中性伴子具有出色的灵敏度。我们专注于两个基准方案的单一RPV运营商，$λ'_{311} L_3 Q_1 \bar{D}_1$和$λ'_{312} L_3 Q_1 \bar{D}_2$，这诱导最轻的中性伴子的生产和衰变。对于位移顶点的重建，我们需要至少两个处于末态的带电π介子。我们对信号和背景事件进行了蒙特卡罗模拟，发现Belle II可以探索与其他探针竞争的参数空间区域。特别是，对于$λ'_{311}$场景，它可以设置比当前边界强两个数量级的限制。
2021-02-22 hep-ex hep-ph
Long-lived Heavy Neutrinos from Higgs Decays
在规范$B-L$模型中研究了右手中微子通过标准模型希格斯玻色子的成对产生.质量为几十GeV的右手中微子通过跷跷板机制产生可行的轻中微子质量，自然会在LHC和拟议的轻子对撞机上表现出位移的顶点和独特的签名。右手中微子的产生速率取决于与$B-L$破缺有关的SM希格斯粒子和奇异希格斯粒子之间的混合，而它们的衰变长度则取决于活跃-惰性中微子的混合。我们专注于位移轻子的最终状态所产生的这样一个过程，并分析了LHC和建议的轻子对撞机在探测活跃的无菌中微子混合的灵敏度范围。我们表明，混合到μ子小到$V_{μN} \approx 10^{-7}$可以探测在大型强子对撞机与100 fb $^{-1}$和建议轻子对撞机与5000 fb $^{-1}$。LHC未来的高亮度运行和拟议中的MATHUSLA探测器可能会进一步提高这一范围的数量级。
2018-09-03 hep-ex hep-ph
Higgs Production Amidst the LHC Detector
我们调查壮观的对撞机签名宏观位移，中性粒子衰变为希格斯玻色子和失踪的能量。我们表明，这种长寿的粒子自然出现在一个非常小的扩展的标准模型只有两个新的费米子与电弱相互作用。长寿命的中性粒子的寿命范围可以从10^{-2} mm到10^6 mm。在参数空间的某些区域，外来信号可能已经被ATLAS和CMS触发器在7和8 TeV运行中选择，因此隐藏在现有数据中。我们还讨论了解释在双光子希格斯通道和WW生产在LHC中观察到的轻微异常的可能性。
2013-03-25 hep-ex hep-ph
Boosting long lived particles searches at $μ$TRISTAN
Università di Pisa（比萨大学）；INFN Section of Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
μTRISTAN实验通过高能μ⁺e⁻对撞模式提升长寿命粒子探测能力，特别针对希格斯玻色子衰变产生的LLPs，设定更严格的限制。
2026-02-23 hep-ex hep-ph
Event characterization of dark bosons via exotic Higgs decays with final states of displaced dimuons in high luminosity era of the LHC
我们调查的潜在范围的搜索长寿命/提示暗矢量玻色子$Z_D$，也称为暗$Z$，并提示暗希格斯玻色子$h_D$通过奇异的衰变观察到的希格斯玻色子$h$到$Z_DZ_D$，$h_Dh_D$，或$ZZ_D$与$Z$是超荷规范玻色子。通过希格斯门的$Z_D$产生是通过两种机制之一完成的，即$Z_D$与$Z$的动力学混合和$h_D$与$h$的混合。考虑了$h$的所有产生模式，同时使用{ \textsc{MadGraph5} }\_aMC@NLO v2.7.2框架在Monte Carlo模拟中计算支化分数。我们专注于多个双μ子的最终状态，位移到\mbox{7500 mm}，其中μ子可以使用运行~3中收集的ATLAS和CMS探测器的数据在没有顶点约束的情况下重建。分别用137、300和3000 fb $^{-1}$的Run 2、Run 3和高光度运行（HL-LHC）的积分光度来估计大型强子对撞机对每种衰变模式的预期搜索灵敏度。
2022-11-22 hep-ex hep-ph
Searches for Long-Lived Particles at the Future FCC-ee
未来圆形对撞机（FCC-ee）的电子-正电子级是希格斯粒子、顶层粒子、电弱粒子和味物理的前沿工厂。它被设计在欧洲核子研究中心建造的100公里长的圆形隧道中运行，并将作为$\geq$ 100 TeV质子-质子碰撞的第一步。除了一个必不可少的和独特的希格斯程序，它提供了强大的机会，发现物理学的直接或间接证据超越标准模型。在高光度的$Z$实验中，直接在FCC-ee上寻找长寿命粒子可能特别有效，因为在该实验中，预计会产生具有两个相互作用点的组态的$5\times 10^{12}$ $Z$玻色子。在非常干净的实验条件下，希格斯玻色子、$W$玻色子和顶夸克的高统计数据可以为其他碰撞能量提供额外的机会。本文重点研究了在FCC-ee产生长寿命特征的三个物理事例：重中性轻子（HNL）、类轴子（ALP）和希格斯玻色子玻色子的奇异衰变。这些搜索激励了实验条件和分析技术的开箱即用优化，这可能会导致其他物理搜索的改进。
2022-09-28 hep-ex hep-ph hep-th
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 Particle Decays in MATHUSLA
本文研究MATHUSLA对三类长寿命粒子衰变的探测，发布FastSim与模拟库，并给出纳入几何接收度的更新灵敏度预测。
2024-05-12 hep-ex 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
SHiP: a new facility to search for long lived neutral particles and investigate the $ν_τ$ properties
SHIP是一个新的通用固定目标设施，其技术提案最近已由CERN SPS委员会和CERN研究委员会审查。这两个委员会建议试验进一步进入全面设计阶段。从SPS中提取的400 GeV质子束将被倾倒在重靶上，目的是在5年内整合$2\times 10^{20}$质子-靶碰撞（\textit{pot}）。一个专门的探测器，基于一个长的真空罐，然后是一个光谱仪和粒子识别探测器，将允许探测各种新物理模型与轻长寿命的外来粒子和质量低于$\mathcal{O}(10)$~GeV/$c^2$，包括暗光子，轻标量和伪标量，和重中微子。对重中微子的敏感性将允许第一次探测，在$K$和$D$介子质量之间的质量范围内，重子生成和中微子振荡也可以解释的耦合范围。另一个专用探测器将允许研究中微子截面和角分布。测量$ν_τ$深层非弹性散射横截面时，统计数据将比目前可用的大1000倍，并提取迄今为止从未测量过的$F_4$和$F_5$结构函数，并允许以显着提高的准确性进行魅力物理研究。
2018-07-31 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Beyond the Standard Model Physics at the High Luminosity LHC
高光度大型强子对撞机（HL-LHC）预计将提供高达3000 fb的积分亮度$^{-1}$。非常高的瞬时光度将导致每个束团交叉（堆积）叠加到每个感兴趣的事件中约200次质子-质子碰撞，从而提供极具挑战性的实验条件，这将通过对decetors的相应改进来解决。发现新物理学的灵敏度大大提高，超越了标准模型（BSM），并将允许扩展超对称性，重奇异共振，矢量夸克，暗物质和奇异的长寿命签名，仅举几例。本说明总结了几项ATLAS和CMS研究，以评估HL-LHC对各种BSM模型和特征的敏感性。
2019-02-11 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
Dark Higgs in Hidden Sector as a Probe for Dark Matter
Iraqi Nuclear Regulatory Authority（伊拉克核监管局）
本研究利用FCC-ee对长寿命标量粒子的衰变长度进行探测，通过分析Higgs与Z玻色子关联产生并衰变的过程，探讨其对暗物质的探测能力。
2025-12-25 hep-ex hep-ph
A search for massive neutral bosons in orthopositronium decay
我们在迄今尚未探索的900 ${\rm keV}/{\it c}^{2}$以上的质量区域中寻找了正电子偶素衰变为单光子和短寿命中性玻色子的奇异衰变，注意到这种衰变是少数几个可以解释正电子偶素衰变率差异的候选者之一。用锗探测器对相关的光子能谱进行了高分辨率的测量，以寻找这种两体衰变的尖峰。我们的否定结果提供了\mbox{ } $2.0 \times 10^{-4}$在质量范围从847到1013 ${\rm keV}/{\it c}^{2}$的衰变分支比的上限，并排除了这种衰变模式解释正电子偶素衰变率差异的可能性。
1995-03-04 hep-ex
A Duet of Freeze-in and Freeze-out: Lepton-Flavored Dark Matter and Muon Colliders
该研究探索轻子味暗物质模型在未来μ子对撞机的信号，发现暗物质冻结产生与媒介子冻结析出的相互作用给出暗物质质量TeV量级上限，证实该模型可作为μ子对撞机新物理研究的通用基准。
2024-07-08 hep-ex hep-ph
The detectors of the SHiP experiment at CERN
SHiP是CERN SPS加速器的通用固定目标设施。主要重点将是隐藏扇区的物理学，\textit{i.e.}寻找重中微子，暗光子和其他长寿的非常弱的相互作用粒子。一个专用的探测器，基于一个长的真空罐，然后是一个光谱仪和粒子识别探测器，将允许探测各种型号的外来粒子在GeV的质量范围。另一个专用探测器将允许研究标准模型中微子截面和角分布，并允许以世界领先的灵敏度探测轻暗物质。
2018-09-02 hep-ex physics.ins-det
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
B's with Direct Decays: Tevatron and LHC Discovery Prospects in the b\bar{b}+MET Channel
我们探讨了B' \bar{B} '对产生后直接衰变B '->bX的发现前景，其中B'是一种新的夸克，X是一种长寿命的中性粒子。我们在（m_B '，m_X）平面上进行了优化切割，并表明积分亮度为1（10）fb^-1的7 TeV LHC可以排除高达m_B' ~ 620（800）GeV的质量，完全覆盖了由电弱对称性破缺获得质量的新夸克所允许的质量范围。这一分析也适用于其他具有b \bar{b} +MET信号的模型，包括底方波直接衰变为中性伴子的超对称模型，以及奇异夸克直接衰变为GeV尺度暗物质的模型。为了适应这些和其他解释，我们还提出了模型独立的结果的b \bar{b} +MET截面需要排除和发现。
2011-10-14 hep-ex hep-ph
