R-parity Violation and Light Neutralinos at CODEX-b, FASER, and MATHUSLA
R宇称破坏超对称性中的$LQ\bar D$算符可以导致介子衰变为轻的中性伴子，中性伴子衰变为轻的介子，并且寿命很长。由于高亮度LHC预计将积累多达3/ab的数据，因此建议在LHC上建造的几个探测器可能会探测参数空间中未探测的区域，以寻找长寿命的中性伴子。我们估计最近提出的探测器，CODEX-b，FASER，和MATHUSLA，用于检测这样的轻中性子单独产生的$D$ -和$B$ -介子衰变的基准场景列表中的灵敏度，并讨论在这种情况下，所提出的探测器的优点和缺点。我们还提出了我们的结果在一个模型独立的方式，它可以适用于任何长寿命粒子的质量在GeV制度。
2019-03-14 hep-ph
Dark Higgs Bosons at FASER
FASER，LHC的ForwArd Search Experiment，已被提议作为一种小型的，非常先进的探测器，以发现新的，轻的，弱耦合的粒子。先前的工作表明，只要总体积只有$\sim 0.1 - 1~\rm{m}^3$，FASER就可以在目前不受约束的参数空间中发现大范围的暗光子，从而扩大了LHC计划的发现范围。在这里，我们探讨FASER的暗希格斯玻色子的发现前景。这些标量粒子是暗光子的有趣陪衬，因为它们探测不同的可重整门户相互作用，并且主要通过$B$和$K$介子衰变而不是π衰变产生，导致准直信号较少。尽管如此，我们发现FASER也是一个高灵敏度的暗希格斯玻色子探测器，具有重大的发现前景，可以与更大的实验相媲美。
2018-04-25 hep-ph
Flavor at FASER: Discovering Light Scalars Beyond Minimal Flavor Violation
本文研究带味标量模型，其中新轻标量与标准模型费米子的耦合由风味对称性控制，D介子衰变是标量产生的重要来源，FASER2能探测其大部分参数空间，结果可用于对各种模型进行模型无关的约束提取。
2024-12-19 hep-ex hep-ph
Looking forward to test the KOTO anomaly with FASER
在LHC中寻找轻和长寿命粒子的工作将在未来几年得到加强，新的FASER实验将发挥重要作用。在这项研究中，我们将讨论如何FASER可以独立探测在K介子工厂的新物理搜索相关的情况。我们把重点放在最近观察到的三个异常事件的KOTO实验中提出的解释。FASER的基线精确地对应于建议的寿命解决方案的异常，避免了NA62的收费K介子的界限。因此，实验可以在运行的前几周内开始约束相关模型。在某些情况下，它可以确认一个可能的发现，在LHC运行3期间，FASER中有多达10000个壮观的高能事件。FASER和K介子工厂，采用FASER的能力来研究双光子签名之间的进一步互补性，说明了模型与轴子类粒子占主导地位耦合到$SU(2)_W$规范玻色子。
2020-12-02 hep-ph
ALP Searches at the LHC: FASER as a Light Shining through Walls Experiment
我们建议使用FASER作为一个光照射通过墙壁的实验，以寻找轴子和类轴子粒子（ALP）。大型强子对撞机碰撞产生高强度和高能量的光子通量在向前的方向，可以振荡成ALP的磁场，用于限制束。这些ALP然后穿过大约100米的岩石，然后到达FASER的磁场，在那里它们可以转换回光子并被电磁量热计检测到。在接下来的几年里，FASER和它的继任者FASER 2在向前物理设施将能够探索区域的ALP参数空间无法访问的其他实验室为基础的实验。
2023-02-14 hep-ex hep-ph
Sensitivities to secret neutrino interaction at FASER$ν$
我们在FASER $ν$实验中研究了中微子与质量小于500 { \rm MeV}的新的轻中性规范玻色子$Z^\prime$的耦合效应.轻规范玻色子与中微子耦合的场景在许多背景下被激发，这些背景旨在解释粒子物理学和宇宙学中的各种异常。这种相互作用导致带电介子衰变为轻轻子加中微子和$Z^{\prime}$的新模式（$π^+(K^+)\to e^+ νZ^\prime$），随后$Z^\prime$衰变为中微子和反中微子对（$Z^\prime \to ν\barν$）。FASER $ν$，LHC的前向搜索实验，有可能首次探测到对撞机中微子。特别是，FASER $ν$乳胶探测器将提供探测$τ$ -中微子和测量其能量的机会。利用FASER $ν$乳胶探测器的这种能力，我们研究了FASER $ν$实验和该实验的拟议升级版本FASER 2 $ν$，以约束中微子与轻规范玻色子的耦合的潜力。
2021-06-17 hep-ex hep-ph
Heavy Neutral Leptons at FASER
我们研究了在大型强子对撞机新提出的探测器--FASER中发现重中性轻子的前景。以前的研究表明，一个相对较小的探测器，长度约为10米，横截面积约为1米，可以探测暗光子和暗希格斯玻色子的参数空间的大的不受约束的部分。在这项工作中，我们表明，FASER也将是敏感的重中性轻子的混合角与活跃的中微子是一个数量级低于目前的界限。特别是，这是真实的重中性轻子主要产生在$B$介子衰变，在这种情况下，FASER的发现潜力是可比的建议SHiP检测器。我们还说明了如何寻找重中性轻子在FASER将是补充正在进行的搜索在大型强子对撞机的高$p_T$实验，并可以揭示暗物质的性质和重子生成过程中的早期宇宙。
2018-05-24 hep-ph
ALPs at FASER: The LHC as a Photon Beam Dump
FASER，LHC的ForwArd Search Experiment的目标是用放置在ATLAS或CMS的遥远区域的小型廉价探测器发现轻的弱相互作用粒子。在ATLAS交互点（IP）下游480 m处未使用的服务隧道中，已确定了一个有希望的位置。先前的研究发现，FASER具有发现IP产生的新粒子的重大潜力，包括暗光子，暗希格斯玻色子玻色子和重中性轻子。在这项研究中，我们探讨了一个质的不同，“束流转储”的能力FASER，其中新的粒子产生的IP，但通过碰撞在探测器元件进一步下游。特别是，我们认为，通过$a γγ$相互作用耦合到标准模型的轴子样粒子（ALP）的发现前景。在IP产生的TeV级光子与下游130 m的TAN中性粒子吸收体碰撞，通过Primakoff过程产生ALP，然后ALP在FASER中衰减为两个光子。我们表明，FASER可以发现ALP与群众$m_a \sim 30 - 400~\text{MeV}$和耦合$g_{aγγ} \sim 10^{-6} - 10^{-3}~\text{GeV}^{-1}$，我们讨论的ALP信号特性和检测器的要求。
2021-11-17 hep-ph
Unravelling the richness of dark sector by FASER$ν$
FASER $ν$是一个新提出的实验，将在2021-2023年期间在LHC的运行III中获取数据。它将位于FASER探测器的前方，在前向方向上距离ATLAS相互作用点480米。它的主要目标是检测在相互作用点产生的所有口味的中微子，并以极高的精度重建带电轨道。这种能力使FASER $ν$成为发现亮暗扇区的图案和属性的理想设置。我们证明了这种能力的一个动机良好的一类模型与暗物质候选人的质量约为几个GeV。暗物质湮灭为一对中间中性粒子，随后衰变为标准模型带电费米子。我们展示了如何FASER $ν$可以揭示暗区的结构解开这种模型内的衰变链。
2020-08-14 hep-ex hep-ph
Extending the reach of FASER, MATHUSLA, and SHiP towards smaller lifetimes using secondary particle production
许多现有的或拟议的强度前沿搜索实验寻找衰变签名的轻长寿命粒子（LLP），高度位移的相互作用点，在一个遥远的探测器，是很好地屏蔽SM背景。然而，这种方法仅限于衰变长度类似于或大于这些实验基线的新粒子。在这项研究中，我们将讨论如何在超越最简单场景的BSM模型中克服这一基本约束。如果模型中存在一个以上的轻新粒子，则LLP的额外二次产生可能就发生在检测器前面，从而打开了一个新的寿命机制。我们说明了这种搜索在未来的实验FASER，MATHUSLA和SHiP，代表性的模型，强调可能的连接到暗物质或异常磁矩的μ子的前景。我们还分析了采用专用中微子探测器放置在前面的主要衰变量的额外优势。
2020-06-22 hep-ph
Sgoldstino signal at FASER: prospects in searches for supersymmetry
我们调查FASER@LHC的观点在寻找轻（$0.1-5$ GeV）sgoldstinos在模型与低能量（$10-10^4$ TeV）超对称性破缺。我们认为味道保存和味道违反耦合sgoldstinos的标准模型费米子，并发现这两个选项是可测试的FASER。即使是第一个FASER运行允许一个在模型参数空间中探测有趣的补丁，而第二次运行，FASER-II，具有显着更大的检测器基准体积，给出了一个可能性，以彻底探索广泛的超对称扩展粒子物理学的补充，在LHC探测与ATLAS和CMS探测器。
2022-08-22 hep-ex hep-ph
Probing compressed Higgsinos at the FASER experiment
University of Arizona（亚利桑那大学）；School of Science, Shenzhen Campus of Sun Yat-sen University（中山大学深圳校区理学院）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Center for Theoretical Physics, Henan Normal University（河南师范大学理论物理中心）；Department of Physics, University of Adelaide（阿德莱德大学物理系）
研究FASER实验探测压缩Higgsino谱的可能性，发现FASER 2能探测中性Higgsino质量至130 GeV，补充LHC和位移顶点搜索。
2025-12-30 hep-ph
The Single Photon Signature of a Light Long-lived Neutralino at Remote Detectors at the LHC
Bethe Center for Theoretical Physics & Physikalisches Institut der Universität Bonn（波恩大学贝特理论物理中心与物理学院）
本文研究了在R奇异性破坏超对称模型中轻长寿命中性子的现象学，重点分析了LHC上提出的远程探测器ANUBIS、CODEX-b、FACET、FASER、FASER2、MAPP、MAPP2和MATHUSLA的探测灵敏度，通过稀有标量介子衰变诱导的R奇异性破坏耦合在ATLAS或CMS相互作用点产生中性子，并研究了六个超对称R奇异性破坏基准场景，其中主要中性子衰变为γ+ν，确定了上述探测器的预期搜索灵敏度。
2026-05-20 hep-ex hep-ph
FASER's Physics Reach for Long-Lived Particles
FASER，ForwArd Search Experiment，是一个拟议中的实验，致力于在LHC上寻找光，极弱相互作用的粒子。这些粒子可能是在大型强子对撞机的高能碰撞中产生的，它们可以在混凝土和岩石中长距离传播，而不会发生相互作用。然后，它们可能在位于ATLAS相互作用点下游480米处的FASER中衰变为可见粒子。在这项工作中，我们简要介绍了FASER探测器的布局和潜在的背景的状态。然后，我们提出了大量的长寿命粒子模型的灵敏度达到FASER，更新以前的结果，一组统一的检测器假设，并分析新的模型。特别是，我们考虑了所有的可重整门户相互作用，导致暗光子，暗希格斯玻色子，重中性轻子（HNL）;轻B-L和$L_i - L_j$规范玻色子;轴子样粒子（ALP），主要耦合到光子，费米子，胶子通过非重整化运营商;和与汤川耦合的伪标量。我们发现FASER及其后续FASER 2具有完整的物理程序，在所有这些模型中具有发现灵敏度，并对粒子物理学和宇宙学具有潜在的深远影响。
2019-05-15 hep-ex hep-ph
Neutral Exotica at FASER$ν$ and SND@LHC
$(g-2)_μ$异常表明，第二代轻子应该有超出标准模型的新的相互作用。FASER $ν$和SND@LHC等正向实验中$ν_μ$和$\barν_μ$的高通量使它们成为寻找第二代轻子新相互作用的合适装置。本文建立了一个第二代左手轻子耦合到一个新的右手中微子$N$和一个新的Higgs二重态的模型。高能$ν_μ$从原子核上的散射可以产生$N$。我们研究如何向前实验可以测试这个模型，通过寻找$N$生产顶点，然后由位移顶点的$N$衰变。即使发现一个这样的事件，也可以成为寻找大型强子对撞机新希格斯双重态产生的壮观信号的预兆。我们讨论了解释$(g-2)_μ$异常的可能性，通过增加更多代的$N$，这将导致链衰变的$N$和多轻子与不同的信号，在向前的实验和CMS和ATLAS探测器。最后，我们证明了通过加入一个新的光单重标量与新的Higgs二重态的中性分量（{ \it，即，} 2 HDM + $S$模型），可以显著增加数据样本的统计量。
2022-02-05 hep-ph
Complete Light Long-Lived Particles searches in Type-I 2HDM
本文系统分析了 Type-I 2HDM 中轻长寿命标量与赝标量粒子的完整参数空间，明确轻 BSM 希格斯情形下 $ΔS$ 主导斜参数拟合，并结合理论与实验约束给出可行区域及四个能同时解释 W 玻色子质量反常的基准，展示了 FASER 与 FASER 2 的探测灵敏度。
2025-08-17 hep-ph
Hunting muonic forces at emulsion detectors
本研究提出将FASERν用作缪子固定靶实验，借助新分析技术搜寻缪子相关的新玻色子力，当前LHC运行即可探索新参数空间，高亮度阶段的FASERν2灵敏度更优。
2023-05-04 hep-ph
Letter of Intent for FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
FASER是一个小型而廉价的实验，旨在寻找LHC中的轻，弱相互作用粒子。这种粒子主要沿着光束碰撞轴产生，并且可能是长寿命的，在衰变之前行进数百米。为了充分利用这两个特性，FASER将位于未使用的服务隧道TI 18中，位于ATLAS相互作用点下游480 m处，沿着束流碰撞轴。我们建议将FASER及时安装在Long H2的TI 18中，以便在14 TeV LHC的运行3期间收集2021-23的数据。FASER将探测在半径R= 10厘米、长度L = 1.5米的圆柱体内衰变的新粒子。有了这些小尺寸，FASER将补充LHC现有的物理计划，将其发现潜力扩展到许多新粒子，包括暗光子，轴子样粒子和其他CP奇数标量。FLUKA的模拟和分析估计已经证实，在FASER位置，许多潜在的背景被高度抑制，目前正在进行第一次现场测量。我们描述了FASER的位置和发现潜力，它的目标信号和背景，探测器的布局和组件，以及实验的初步成本估计，资金和时间轴。
2018-11-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Probing Inelastic Dark Matter at the LHC, FASER and STCF
研究在 LHC、FASER 和 STCF 上利用长寿命粒子、位移 μ 子喷注、软轻子及单光子信号检验 1 MeV–210 GeV 非弹性暗物质的可行性。
2024-07-03 hep-ph
Sensitivity of the FACET experiment to Heavy Neutral Leptons and Dark Scalars
我们分析了最近提出的实验FACET（前向孔径CMS扩展），以寻找新的物理的潜力。作为一个例子，我们考虑了具有三次和四次相互作用的类希格斯标量和重中性轻子的模型。我们比较了FACET的灵敏度与其他建议的“强度前沿”实验，包括FASER 2，SHiP等，并表明FACET可以探测当前约束和上述建议的潜在范围之间的一个有趣的参数空间。
2023-02-06 hep-ph
FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
新的物理学传统上被期望在高能对撞机实验的高$p_T$区域。然而，如果新粒子是轻的，并且是弱耦合的，那么这种聚焦可能完全被误导了：轻粒子通常高度集中在光束线的几mrad内，允许用小探测器进行灵敏的搜索，甚至极弱耦合的粒子也可能在那里大量产生。我们提出了一个新的实验，ForwArd搜索实验，或FASER，它将被放置在下游的ATLAS或CMS的相互作用点（IP）在非常向前的区域，并同时在那里操作。两个代表性的轴上位置进行了研究：一个远的位置，$400~\text{m}$从IP和刚刚关闭的光束隧道，和一个近的位置，只是$150~\text{m}$从IP和后面的TAN中性粒子吸收器。对于每个位置，我们研究领先的中微子和光束诱导的背景。作为一个具体的例子，轻，弱耦合粒子，我们考虑暗光子产生的轻介子衰变和质子韧致辐射。我们发现，即使是一个相对较小的和廉价的圆柱形探测器，$\sim 10~\text{cm}$的半径和$5-10~\text{m}$的长度，取决于位置，可以发现暗光子在一个大的和未探测的区域的参数空间与暗光子质量$m_{A'} \sim 10~\text{MeV} - 1~\text{GeV}$和动力学混合参数$ε\sim 10^{-7} - 10^{-3}$。FASER显然对许多其他形式的新物理也很敏感。最后，我们讨论了进一步研究的主题，这对于理解FASER的可行性，优化其设计和实现…
2018-06-14 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
FASER，ForwArd Search Experiment，是一个拟议中的实验，致力于在LHC上寻找光，极弱相互作用的粒子。这种粒子可能在大型强子对撞机的高能碰撞中产生，在遥远的前方区域大量产生，然后在混凝土和岩石中长距离传播，而不发生相互作用。然后，它们可能在位于ATLAS相互作用点下游480米处的FASER中衰变为可见粒子。在这项工作中，我们描述的FASER计划。在其第一阶段，FASER是一个非常紧凑和廉价的探测器，对半径R = 10厘米和长度L = 1.5米的圆柱形区域内的衰变敏感。FASER计划在Long Han 2建造和安装，并将在2021-23年的14 TeV LHC运行3期间收集数据。如果FASER成功，FASER 2，一个更大的继任者，大约R ~ 1 m和L ~ 5 m，可以在Long Tour 3中建造，并在2026-35年的HL-LHC时代收集数据。FASER和FASER 2有可能发现暗光子、暗希格斯玻色子玻色子、重中性轻子、类轴子粒子和许多其他长寿命粒子，并提供有关中微子的新信息，对粒子物理学和宇宙学具有潜在的深远影响。我们描述了FASER计划的现状、预期挑战和发现前景。
2019-01-11 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Technical Proposal for FASER: ForwArd Search ExpeRiment at the LHC
FASER是一个小型而廉价的实验，旨在2021- 2023年LHC运行3期间寻找轻，弱相互作用的粒子。这样的粒子可能沿着束碰撞轴大量产生，行进数百米而不相互作用，然后衰减为标准模型粒子。为了寻找此类事件，FASER将位于ATLAS IP下游480 m处未使用的服务隧道TI 12中，并对半径R=10 cm和长度L=1.5 m的圆柱体中的衰变粒子敏感。FASER将补充LHC现有的物理计划，将其发现潜力扩展到许多新的轻粒子，对粒子物理学和宇宙学具有潜在的深远影响。本文档描述了FASER探测器组件的技术细节：磁体、跟踪器、闪烁体系统和热量计，以及触发和读出系统。还介绍了安装和操作探测器所需的准备工作，包括土木工程、运输以及与各种服务的集成。所提供的信息包括探测器组件和基础设施工作的初步成本估算，以及实验设计、施工和安装的时间轴。
2018-12-21 hep-ex hep-ph physics.ins-det
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
Looking forward to forward physics at the CERN's LHC
本文概述了LHC前向物理实验FASER、FASERν及未来FPF的物理动机，指出前向碰撞可探索高能中微子、暗物质等新物理，弥补传统高横向动量搜索的不足。
2022-08-24 hep-ph
Direct Production of Light Scalar in the Type-I Two-Higgs-Doublet Model at the Lifetime Frontier of LHC
本研究针对I型2HDM大tanβ区域的轻长寿命赝标量A，分析LHC上多种电弱对产生过程在多个寿命前沿探测器的探测潜力，表明相关过程可突破现有限制覆盖一定参数空间。
2024-06-19 hep-ph
Search for Dark Photons with the FASER detector at the LHC
FASER实验利用LHC Run 3数据搜寻暗光子，在无背景分析中未发现事件，给出暗光子耦合与质量的世界领先约束，并首次排除U(1)_{B-L}模型部分参数空间。
2023-12-20 hep-ex hep-ph
Probing some photon portals to new physics at intensity frontier experiments
研究三种亚GeV长寿命粒子在强度前沿实验中的探测前景，发现SHiP实验对位移顶点搜索提供最强约束，FASER2/FPF提供互补覆盖。
2024-08-29 hep-ph
Looking forward to photon-coupled long-lived particles II: dark axion portal
本文重新评估了暗轴子门户下亚GeV长寿命粒子的现有与未来探测限制，通过引入多种暗部粒子质量范围、矢量介子衰变主导的LLP产生及FASERν2次级LLP产生机制，显著扩展了参数空间覆盖范围。
2023-05-17 hep-ph
Probing CP violation in dark scalar decays at the SHiP experiment
Institute for Theoretical Physics, Kanazawa University（金泽大学理论物理研究所）；Faculty of Education, Miyazaki University（宫崎大学教育学部）
该研究提出通过观测SHiP实验中暗标量玻色子的双介子、三介子等衰变模式，利用事例数比值及互补衰变道，探测GeV尺度暗标量领域的CP破坏。
2026-10-28 hep-ph
Probing dark sectors with long-lived particles at BELLE II
我们提出了一个新的搜索轻标量单态在罕见的介子衰变。对于微小的相互作用，标量在探测器尺度上是长寿的，并衰变为位移的轻子或轻介子对。我们发现，Belle II有一个显着的潜力，探测标量在GeV范围内的耦合小到$10^{-5}$。预测的灵敏度高于长基线实验FASER和NA62。我们还调查签名不可见的衰变标量在罕见的介子衰变与失踪的能量。
2020-06-01 hep-ex hep-ph
Testing the seesaw mechanisms via displaced right-handed neutrinos from a light scalar at the HL-LHC
在$U(1)_{B-L}$模型中研究了轻$B-L$标量衰变产生右手中微子对的过程。$B-L$标量混合到SM希格斯粒子中，并且物理标量需要比观测到的希格斯粒子轻。根据I型跷跷板机制，预测产生的右手中微子是长寿命的，并在CMS/ATLAS/LHCb上产生可能不同的特征，如位移顶点和时间延迟轻子，以及在CODEX-b，FACET，FASER，MoEDAL-MAPP和MATHUSLA等远探测器上的特征。我们分析了在HL-LHC的右手中微子的灵敏度达到2.5 $\sim$ 30 GeV，表明积极的无菌混合到μ子可以探测到$V_{μN} \sim 10^{-5}$在CMS/ATLAS/LHCb使用位移顶点搜索，和一个量级低在MATHUSLA/CMS使用时间延迟轻子搜索，达到I型跷跷板机制感兴趣的参数空间。
2022-07-12 hep-ph
Probing light dark scalars with future experiments
我们调查一个黑暗的部门包含一对轻的非简并标量粒子，质量在MeV-GeV范围内，通过较重的介质耦合到可见光部门。最重的暗态是长寿命的，它的衰变提供了新的可测试的信号。我们分析了检测的前景与建议的束流转储设施SHiP，和建议的LHC实验FASER和MATHUSLA。此外，我们认为从束流收集实验CHARM和对撞机（LEP，LHC和BaBar）的界限。我们提出了我们的研究结果，在一个有效场论，其中重介质已被整合出来，和一个简化的模型包含一个矢量玻色子介质，它可以是重$\gtrsim\mathcal{O}(1)$ TeV，或轻$\mathcal{O}(10)$ GeV。我们表明，未来的实验可以测试目前尚未探索的参数空间的大部分，并且它们是未来高亮度LHC搜索的补充。
2021-02-22 hep-ph
Heavy neutral fermions at the high-luminosity LHC
长寿命轻粒子（LLLP）出现在标准模型的许多扩展中。LLLP通常是由观测到的小中微子质量，暗物质或两者兼而有之。费米子LLLP的典型示例（a.k.a.重中性费米子（Heavy Neutral Fermions，HNF）是破坏超对称性的R宇称中的无菌中微子或最轻的中性伴子。高亮度LHC预计将提供高达3/ab的数据。在LHC的专门实验中对LLLP进行验证，可以以前所未有的灵敏度探测LLLP模型的参数空间。在这里，我们比较了几个最近的实验建议，FASER，CODEX-b和MATHUSLA，寻找HNF的前景，并讨论他们的相对优点。
2018-05-18 hep-ph
Probing long-lived doubly charged scalar in the Georgi-Machacek model at the LHC and in far detectors
本文研究在LHC和远探测器中探测Georgi-Machacek模型中长寿命双电荷标量的潜力，通过分析位移顶点等信号特征，结合LHC与远探测器搜索，预计可覆盖质量50至180 GeV下大部分参数空间。
2024-11-18 hep-ph
Searching for inelastic dark matter with future LHC experiments
我们考虑一个暗扇区，其中包含一对通过暗光子介质耦合到标准模型的几乎简并态。这种设置构成了非弹性暗物质场景的简单实现。最重的暗态是长寿命的，在暗光子和标准模型超荷规范玻色子之间的小动力学混合和/或暗态之间的小质量分裂的极限下。我们研究了在拟议的LHC实验中探测这种情况的前景，这些实验致力于寻找长寿命粒子，即FASER，MATHUSLA，CODEX-b，AL 3X，MAPP，ANUBIS和FACET。我们认为这两种情况下的费米子和标量非弹性暗物质。我们表明，这些实验设施可以探测该模型的参数空间的未开发区域，我们强调他们的互补作用。
2022-07-12 hep-ph
Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Long-lived light neutralinos at future $Z-$factories
未来的轻子对撞机，如CEPC和FCC-ee，将作为高亮度的$Z-$玻色子工厂运行，这为研究与Z玻色子耦合的长寿命粒子提供了一个独特的机会。为了证明这一特殊的优势，在这项工作中，我们考虑一个基准的物理场景中，长寿命的最轻的中性伴子对$(\tildeχ_1^0\tildeχ_1^0)$产生的$Z-$衰变的背景下的R宇称违反超对称性。我们的分析表明，当假设BR $(Z\rightarrow \tildeχ_1^0\tildeχ_1^0) = 10^{-3}$和$m_{\tildeχ_1^0} \sim 40$ GeV时，模型参数$λ'_{112} / m^2_{\tilde{f}}$可以低至$\sim 1.5 \times 10^{-14}$（$3.9 \times 10^{-14}$）GeV $^{-2}$，在FCC ee（CEPC），质心能量为$\sqrt{s} = 91.2$ GeV，积分光度为150（16）ab $^{-1}$。这些极限超过了HL-LHC的ATLAS实验和拟议的LHC远探测器实验（AL 3X，CODEX-b，FASER和MATHUSLA）的预期灵敏度。
2020-06-10 hep-ph
Long-Lived Fermions at AL3X
最近，Gligorov $\textit{et al.}$ [arXiv：1810.03636]提出在LHC的相互作用点（IP）2的$\texttt{ALICE}$实验附近建造一个名为“$\texttt{AL3X}$”的圆柱形探测器，旨在HL-LHC运行5期间发现长寿命粒子（LLP）。我们调查的潜在的灵敏度达到这个探测器在不同的新物理模型的参数空间与长寿命的费米子，即重中性轻子（HNL）和轻超对称中性子，这两个以前没有在这方面进行过研究。我们的研究结果表明，$\texttt{AL3X}$达到可以补充或优于其他提出的检测器，如$\texttt{CODEX-b}$，$\texttt{FASER}$，$\texttt{MATHUSLA}$和$\texttt{SHiP}$。
2018-11-05 hep-ph
Right handed neutrino production from $Z^\prime$ interactions in forward search experiments
Hokkaido University（北海道大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
研究通过 $Z^\prime$ 互动在前向搜索实验中产生右手型中微子，并分析其与中微子混合及衰变模式的实验限制。
2025-12-31 hep-ex hep-ph
Electroweak phase transition triggered by a long-lived scalar and LHC searches
Yantai University（烟台大学）
本研究在单态标量扩展标准模型中，通过长寿命标量S实现强一级电弱相变，并利用LHC主探测器及远探测器（如ANUBIS、MATHUSLA）联合搜索，覆盖了$10^{-10}\leq\sin\theta\leq10^{-5}$、$m_S$高达250 GeV的参数空间。
2026-10-27 hep-ph
Looking forward to photon-coupled long-lived particles IV: neutralino-ALPino/gravitino
本文研究亚GeV长寿命中性微子衰变为光子和ALPino或引力微子的超对称场景，纳入三体轻子衰变及电子散射等特征，并展示FASER2和SHIP可显著超越现有耦合常数限制。
2023-06-01 hep-ph
Probing an MeV-Scale Scalar Boson in Association with a TeV-Scale Top-Quark Partner at the LHC
提出在 LHC 上通过重矢量型顶夸克 T 的单产生和成对产生，探寻伴随产生的 MeV 尺度轻标量粒子 ϕ′，利用末态的合并光子等特征，在 3000 fb^-1 亮度下可实现对 T 质量达 2 TeV、ϕ′ 质量低至 1 MeV 的 5σ 发现。
2023-03-15 hep-ph
The Forward Physics Facility at the Large Hadron Collider
本文介绍大型强子对撞机前向物理设施（FPF）的提案，旨在利用HL-LHC远前向强子束探索中微子物理、QCD、暗物质等，涵盖科学目标、工程设计及四个互补探测器（FLArE、FASERν2、FASER2、FORMOSA）的设计与项目进展。
2025-03-24 hep-ex hep-ph
Light and Not So Light Scalar Mesons
在共振谱展开的框架下，对轻标量介子的多通道描述除了通常的赝标-赝标通道外，还包括矢量-矢量通道和标量-标量通道.实验数据的isoscillator，isodelet和isovector的情况下，拟合能量远高于1 GeV。由此产生的光和中间标量介子的极点位置进行比较，列出的共振。可能的进一步改进进行了讨论。
2009-05-20 hep-ph
Light Higgs from Scalar See-Saw in Technicolor
我们认为TeV规模的跷跷板机制导致轻标量共振模型，否则固有的重标量。该机制可以在例如双尺度TC模型中提供125 GeV的人工色希格斯粒子
2012-11-30 hep-ph
Naturally Light Scalars
我认为，在某些手征规范理论中，与手征对称性破缺相关的复合标量可以是轻的（即比QCD的朴素标度所暗示的轻），而不需要任何微调。这些标量在产生手征对称性破缺而没有禁闭的手征规范理论中甚至更轻。我构建了一个模型来证明最后一种可能性。
1995-10-04 hep-ph
Mixing among light scalar mesons and L=1 q\bar{q} scalar mesons
在重新建立σ（600）和κ（900）的基础上，我们认为轻标量介子a_0（980）和f_0（980）以及σ（600）和κ（900）是SU（3）手征对称性赝标九态的手征标量伙伴，而高质量标量介子a_0（1450），K^*_0（1430），f_0（1370）和f_0（1710）被认为是L=1 q \bar{q}标量介子。我们假设L=1 q \bar{q}标量介子的高质量是由于与轻标量介子的混合引起的。对于轻标量介子的结构，我们采用qq \bar{q} \bar{q}模型来解释“标量介子之谜”。通过将胶球引入到高质量标量九重态中，分析了轻标量九重态与高质量L=1 q \bar{q}九重态之间的相互混合以及各个九重态之间的内部混合.
2001-05-12 hep-ph
A QCD sum rule study of the light scalar mesons
我们用QCD求和规则的方法研究了轻标量介子九重态作为标量双夸克和标量反双夸克束缚态的解释。我们的结果是通过算子乘积展开（OPE），包括运营商的8维。它们没有显示出四夸克态与轻标量介子九重态耦合的证据。
2006-02-18 hep-ph
Light Scalar Puzzle in QCD
简要回顾了理解轻标量介子现象学的一种途径。
2010-05-25 hep-ph
Light scalars: coherent nonlinear Thomson scattering and detection
一些超越标准模型的物理学理论预言了与费米子耦合的光标量。通过将经典电动力学扩展到电子-标量耦合，我们计算了电子与单色电磁背景碰撞中光标量的非线性汤姆逊光的散射.在这样做时，我们确定的经典电子标量电流，它允许直接列入的过程中的激光等离子体粒子在细胞模拟。赝标量粒子的散射被发现在经典极限（或等价地，低光阵面动量）下消失。当电子与激光脉冲共同传播时，我们证明了光标量粒子产生中的相干效应可以大大增强亚电子伏特标量的信号。当电子束与激光脉冲反向传播时，由于碰撞中动量转移较大，实验可以探测到较大的标量质量。然后，我们讨论了一个可能的实验室为基础的实验装置来检测这个标量信号，这是类似于光照射通过墙壁的实验。使用现有的实验设备作为基准，我们计算预计排斥界限的耦合轻标量在这样的实验。
2018-09-05 hep-ph
Light, Long-Lived $B-L$ Gauge and Higgs Bosons at the DUNE Near Detector
低能$U(1)_{B-L}$规范对称性是超越标准模型物理学中与中微子质量产生相关的一部分。我们表明，轻$B-L$规范玻色子$Z{'}$和相关的$U(1)_{B-L}$ -打破标量$φ$都可以有效地搜索在高强度的设施，如近探测器复杂的深地下中微子实验（DUNE）。没有标量$φ$，$Z{'}$可以在DUNE探测到高达1 GeV的质量，相应的规范耦合$g_{BL}$低至$10^{-9}$。在标量$φ$与$Z{'}$规范耦合的情况下，由于衰变$φ\to Z{'}Z{'}$的额外产生，DUNE发现规范玻色子$Z{'}$的能力可以显著提高，甚至在$g_{BL}$中提高一个数量级。DUNE的灵敏度在很大程度上是对其他长寿命的$Z{'}$搜索的补充，这些搜索是在FASER和SHiP等束流收集设施以及天体物理和宇宙学探测器上进行的。另一方面，与没有规范相互作用的情况相比，在存在$Z{'}$的情况下，在DUNE探测$φ$本身的前景在某种程度上被削弱。
2021-07-27 hep-ex hep-ph
Light composite scalar boson from a see-saw mechanism in two-scale TC models
我们认为，轻复合标量玻色子产生的质量混合之间的相对轻和重的标量单线在跷跷板机制预计将发生在两个尺度的Technicolor（TC）模型的可能性。当TC理论在一个单一的人工色规范群下，以$R_1$和$R_2$两种不同表示的技术费米子为特征，并具有$Λ_1$和$Λ_2$的特征标度时，可以产生轻复合标量玻色子。我们确定了最终的复合标量场，$Φ_1$和$Φ_2$，有效理论使用复合算子的有效势方法。为了生成一个轻的复合标量，只需要对其中一个技术费米子表示有一个行走（或准共形）行为就足够了。
2015-06-25 hep-ph
Three-loop massive form factors: complete light-fermion and large-$N_c$ corrections for vector, axial-vector, scalar and pseudo-scalar currents
我们计算了外矢流、轴矢流、标量流和赝标流对大质量夸克形状因子的三圈QCD修正。所有的无质量费米子的闭环校正都包括在内。非费米子部分计算在大的$N_c$限制，只有平面费曼图作出贡献。
2018-04-19 hep-ph
