Impact of scalar leptoquarks on heavy baryonic decays
研究了标量轻夸克对$ Λ_b$、$Σ_b $和$Ξ_b $半轻子衰变的影响.为此，我们计算微分分支比和轻子前向后不对称性定义的过程$ Λ_b \rightarrow Λ\ell^+ \ell^-$，$Σ_b \rightarrow Σ\ell^+ \ell^-$和$Ξ_b \rightarrow Ξ\ell^+ \ell^-$，与$\ell$是$μ$或$τ$，使用的形状因子计算通过光锥QCD在全理论。在计算中，考虑了形状因子的误差。我们将细夸克模型的结果与标准模型的结果以及现有的格点QCD预言和实验数据进行了比较。
2017-09-05 hep-ph
Probing Neutrino-Portal Dark Matter at the Forward Physics Facility
正向物理设施（FPF）计划在大型强子对撞机的ATLAS相互作用点附近运行，为探索TeV能量尺度的中微子特性提供了令人兴奋的新领域。它将达到一个前所未有的制度，为地面中微子实验，并提供机会，揭示新的物理中微子在更高的能量尺度。我们表明，未来的探测器在FPF有可能发现新的介质，主要是中微子耦合，质量在0.3和20 GeV之间，小耦合尚未探测到现有的搜索。这样一个亲中微子介质是很好的动机，以解决几个中微子门户暗物质候选人的起源，包括热冻结和无菌中微子暗物质的情况。在实验上，相应的签名包括中微子带电电流散射事件与大失踪的横向动量，和过度明显的τ中微子事件。我们讨论了FPF探测器的能力，需要这种搜索，最重要的是强子能量分辨率。
2021-11-10 hep-ex hep-ph
Analysis of $Λ_{b} \rightarrow$ $Λμ^{+} μ^{-}$ decay in scalar leptoquark model
我们分别研究了具有$X(3,2,7/6)$和$X(3,2,1/6)$态的标量轻夸克模型中的重子半轻子衰变$Λ_{b} \rightarrow$ $Λμ^{+} μ^{-}$.我们还讨论了这两个NP模型对一些物理观测量的影响。对于一些测量的观测量，如微分衰变宽度、双轻子系统的纵向极化、轻子侧前后不对称性和重子侧前后不对称性，我们发现SM的预测值在大多数$q^{2}$范围内与当前数据一致，其中这两个NP模型的预测值也可以与当前数据保持一致。但在某些$q^{2}$范围内，SM的预测值很难满足当前数据，但这两个NP模型的贡献可以满足或接近它们。对于双轻子极化不对称性，$P_{LT}$、$P_{TL}$、$P_{NN}$和$P_{TT}$对标量轻夸克模型$X(3,2,7/6)$敏感，而对$X(3,2,1/6)$不敏感.然而，$P_{LN}$、$P_{NL}$、$P_{TN}$和$P_{NT}$对这两种NP模型不敏感。
2016-08-12 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
Hadrophilic Dark Sectors at the Forward Physics Facility
模型与光暗部门和暗物质粒子激发定性新的对撞机搜索。本文对U（1）$_B$和U（1）$_{B-3L_τ}$规范玻色子与轻暗物质耦合的亲强子模型进行了全面的研究。在这些模型中，新的中介粒子与夸克耦合，但与轻子的耦合被抑制，为研究得很好的暗光子模型提供了一个有用的陪衬。我们认为目前的边界从加速器和对撞机搜索，罕见的异常引起的衰变，中微子非标准的相互作用，和暗物质直接检测。尽管有许多现有的限制，这些模型预测了一系列新的签名，可以在当前和不久的将来的实验中看到，包括暗规范玻色子衰变到强子末态$π^+ π^- π^0$，$π^0 γ$，$K^+ K^-$，和$K_S K_L$在FASER在LHC运行3，$ν_τ$散射率的增强在遥远的中微子探测器，和热暗物质散射在FLAr在HL-LHC时代。因此，这些模型激发了在LHC的远场区域进行一系列不同的实验，这些实验可以容纳在拟议的前向物理设施中。
2022-07-06 hep-ex hep-ph
Effects of vector leptoquarks on $ Λ_b \rightarrow Λ_c~\ell ~ \overlineν_\ell$ decay
由不同合作机构提供的关于$ R(D^{(*)}) $、$ R(K^{(*)}) $和$ R(J/ψ) $的实验数据显示出与SM预测相当大的偏差。为了描述这些异常现象，人们提出了许多新的物理学设想。其中之一是在夸克和轻子中同时引入矢量和标量耦合的轻夸克模型。为了在重子扇区中寻找类似的可能异常，我们研究了矢量轻夸克$U_3 (3,3, \frac{2}{3})$对与树能级$ Λ_b \rightarrow Λ_c \ell ~ \overlineν_\ell$衰变（$ \ell=μ, ~τ$）有关的各种物理量的影响，这些物理量是通过夸克能级上的$ b \rightarrow c~\ell ~ \overlineν_\ell$跃迁进行的.计算了轻子和$Λ_{c}$重子在轻夸克模型的$ μ$和$ τ$轻子通道中的微分分支比、前向-后向不对称性和纵向极化，并将它们相对于$ q^2 $的行为与标准模型（SM）的预言进行了比较.在计算中，我们使用在全QCD中计算的形状因子作为主要输入，并考虑了来自形状因子和模型参数的所有误差。据观察，...
2020-09-17 hep-ex hep-lat hep-ph
Simplified leptoquark models for precision $l_i \rightarrow l_f γ$ experiments: two-loop structure of $O(α_S Y^2)$ corrections
我们提出了简化的leptoquark模型的框架：标准模型的简单扩展，作为基准来测试轻子与新的有色自由度的相互作用，例如，在leptoquark或大统一模型。作为该方案的第一个应用程序，我们分析的权力，精确的轻子可观的计算规范不变的双回路辐射修正轻子光子顶点，这里产生的轻子和新的有色自由度之间的汤川相互作用。结果，详细的显式表达式所涉及的形状因子，提高了文献中考虑的较高的环路阶数，并强调了存在的区域中的参数空间的模型，两个环路校正不能被忽略。
2021-01-06 hep-ph
Astroparticle Physics at the Forward Physics Facility
本文介绍HL-LHC前向物理设施（FPF）的规划进展，强调其通过探测前向区域粒子以研究高能强子相互作用，从而服务于宇宙线簇射解释和中微子背景估计等天体粒子物理问题。
2024-07-03 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
FLArE up dark sectors with EM form factors at the LHC Forward Physics Facility
本文研究在FPF的FLArE探测器中通过电子散射搜寻具有微电荷、偶极矩、无偶极矩或电荷半径的前向暗扇区粒子，表明其可覆盖亚GeV至百GeV质量范围并互补现有探测。
2022-05-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Science and Project Planning for the Forward Physics Facility in Preparation for the 2024-2026 European Particle Physics Strategy Update
本研究介绍了为筹备2024-2026年欧洲粒子物理战略更新的前向物理装置（FPF）的现状，阐述其多领域物理潜力，总结装置及相关实验的当前设计，并说明合作、预算与进度等规划。
2025-05-19 hep-ex hep-ph physics.ins-det
An explanation of the muon puzzle of ultrahigh-energy cosmic rays and the role of the Forward Physics Facility for model improvement
我们调查观察到的μ介子赤字的空气簇射模拟相比，超高能宇宙射线（UHECR）的数据。基于ALICE合作组在高能强子碰撞中观测到的奇异产生增强现象，我们认为伴随的$π\leftrightarrow K$交换是通过其对簇射发展的影响来解决μ子异常的关键.我们根据$π\leftrightarrow K$交换概率$F_s$构造了一个玩具模型。我们提出了一个参数化的$F_s$的伪快度，可以容纳的UHECR数据。展望未来，我们探索潜在的战略模型改进使用大量的数据收集的LHC中微子探测器，如FASER $ν$和实验在前进物理设施。我们计算了相应的灵敏度$F_s$，并表明，这些实验将能够探测模型相空间。
2022-03-25 hep-ph
Letter of Intent: The Forward Physics Facility
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；University of Liverpool（利物浦大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；Chiba University（千叶大学）；Kyushu University（九州大学）；SNOLAB（斯诺实验室）；University of Oxford（牛津大学）；Bartoszek Engineering（巴托舍克工程公司）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Fribourg（弗里堡大学）；Universität Bonn（波恩大学）；Indian Institute of Technology, Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
本文提出向前物理设施（FPF）旨在利用高能中微子的强流及其可能的新粒子在远前向方向的独特科学机会，扩展HL-LHC的发现潜力，通过四个互补探测器实现中微子物理、量子色动力学和天体粒子物理的突破性测量，并寻找暗物质和其他新粒子。
2025-10-30 hep-ex hep-ph
Anomalous U(1) Gauge Bosons and String Physics at the Forward Physics Facility
我们表明，在LHC高光度时代，计划在ATLAS相互作用点附近运行的前向物理设施的实验，将能够通过寻找生活在大体积中的异常U（1）规范玻色子来探测小弦论的预测。阿贝尔规范对称性破缺与标准模型的相互作用是通过与光子的动力学混合在单圈水平上产生的。U（1）规范玻色子的规范不变质量的产生通过自发对称性破缺中的希格斯机制进行，或者通过诉诸于Stueckelberg质量项的反常抵消进行。我们证明FASER 2将能够探测大约两个数量级的弦尺度：10^5 < M_s/TeV < 10^7。
2022-06-15 hep-ph hep-th
Probing a $Z'$ gauge boson via neutrino trident scattering in the Forward Physics Facility at the LHC and FCC
本研究探讨在LHC和FCC的前向物理设施中，通过中微子三叉散射探测$Z'$玻色子，发现FPF@LHC无法改进现有约束，而FPF@FCC可扩展参数空间覆盖。
2025-05-21 hep-ex hep-ph
High-energy emissions of light mesons plus heavy flavor at the LHC and the Forward Physics Facility
高能区强相互作用动力学研究是LHC乃至新一代对撞机前沿研究的核心内容。在这里，由于衍射半硬最终状态的能量的增强破坏了QCD运行耦合中的微扰级数的收敛性，因此需要改进的纯共线因式分解，占所有这些大的对数贡献的订单remmation。受最近发现的启发，即重口味粒子的包容性排放允许在高阶校正和尺度变化下稳定高能图解微分分布的明确信号，我们对轻介子的包容性强子产生提供了新的快度和方位角观测值的预言（$η$或$π^\pm$）与重味强子（$Λ_c$或$b$味强子）相关联。我们计算我们的观测值在一个混合的高能量和共线因式分解框架，其中下一个领先的BFKL-介导的部分子截面卷积与共线部分子分布和碎裂功能。我们认为运动学范围通常涵盖的LHC探测器的验收，和新的未来的正向物理设施（FPF）和中央一个在ATLAS通过一个紧密的时间重合设置的超正向粒子的组合标签。通过对通过复制驱动的分析与共线输入相关的不确定性以及来自高能量再确认的不确定性进行详细研究，我们强调了评估我们的过程的精度研究的可行性所需的挑战和步骤。
2022-06-08 hep-ex hep-ph hep-th
Neutrino Electromagnetic Properties and the Weak Mixing Angle at the LHC Forward Physics Facility
本文研究LHC前向物理设施（FPF）探测中微子电磁性质的能力，发现其可对陶中微子磁矩和毫电荷给出比DONUT更强的限制，并通过中性流深度非弹性散射精确测量电荷半径及弱混合角，有望以约3%精度在Q约10 GeV处测量sin²θ_W，为NuTeV反常提供新线索。
2025-02-04 hep-ph
Searching for neutrino-modulino oscillations at the Forward Physics Facility
利用沼泽地猜想，在FPF灵敏度范围内研究中微子-模量子混合，提出暗维度零模狄拉克中微子模型，预测重引力子（250 TeV）和轻模量子（50 eV）可被探测。
2024-02-11 hep-ph hep-th
Gauging the cosmic ray muon puzzle with the Forward Physics Facility
针对宇宙射线 μ 子谜题，本文提出基于 π↔K 交换概率 F_s 的唯象模型以拟合 UHECR 数据，并论证 FPF 实验可探测其参数空间。
2023-07-17 hep-ph
Combined analysis of $B_c \to D_s^{(*)}\,μ^+ μ^-$ and $B_c \to D_s^{(*)}\, ν\barν$ decays within $Z^{\prime}$ and leptoquark new physics models
本研究在非普适$Z'$及标量、矢量轻子夸克新物理模型下，结合现有实验数据约束参数，分析$B_c$介子两类稀有半轻衰变的多种物理可观测量，为新物理寻找提供理论参考。
2023-07-23 hep-ph
Combined constraints on dark photons and discovery prospects at the LHC and the Forward Physics Facility
本文结合对撞机、精确测量和暗物质探测数据，对暗光子 $Z'$ 从亚GeV到TeV的参数空间进行综合约束，并评估HL-LHC和前向探测器的发现潜力，发现可暗衰变的 $Z'$ 受到严格限制，且结果支持自热化暗扇区。
2023-03-05 hep-ph
The Forward Physics Facility: Sites, Experiments, and Physics Potential
前沿物理设施（FPF）是一个提议，旨在创建一个具有空间和基础设施的洞穴，以支持在高亮度时代在大型强子对撞机上进行一系列前瞻性实验。FPF位于光束碰撞轴上，并通过至少100米的混凝土和岩石与相互作用点屏蔽，FPF将容纳实验，这些实验将检测现有大型LHC实验接受范围之外的粒子，并将在极低的背景环境中观察罕见和奇异的过程。在这项工作中，我们总结了FPF计划的现状，包括在土木工程方面的最新进展，确定有前途的网站FPF和目前设想的实验，以实现FPF的物理潜力。然后，我们回顾了许多标准模型和新的物理主题，将先进的FPF，包括寻找长寿命的粒子，探测器的暗物质和暗部门，高统计研究的TeV中微子的所有三种口味，微扰和非微扰QCD方面，和高能天体粒子物理。
2022-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Resonances in $\barν_e-e^-$ scattering below a TeV
我们认为共振生产和检测带电介子在现有的和不久的将来中微子散射实验与$E_ν\lesssim 1$ TeV，高能大气中微子或碰撞源中微子束的特征。最有希望的候选反应是反应$\barν_e e^-\rightarrow ρ^-\rightarrow π^- π^0$。我们讨论了在FASER $ν$，大型强子对撞机的前向物理设施与核乳胶（FASER $ν$ 2）和液氩探测器（FLArE）的检测前景，并估计预期的共振介导的事件在现有的数据集的冰立方的数量。我们还概述了不同的实验环境中可能的检测策略。我们预测了几十个事件的前向物理设施，并确定削减一阶信号效率，可能会抑制背景在FASER $ν$，产生一个信号-背景比大于1。反中微子诱导的$s$通道介子共振是尚未观察到的标准模型散射过程，为近期实验提供了现实的目标。
2022-05-16 hep-ex hep-ph
FORMOSA: Looking Forward to Millicharged Dark Sectors
我们确定了潜在的世界上最敏感的位置，以寻找毫荷电粒子在10兆电子伏至100 GeV的质量范围：在大型强子对撞机的前进区域。我们建议在这个位置构建一个基于闪烁器的实验，FORward MicrOcharge SeArch（FORMOSA），并估计相应的灵敏度投影。我们表明，FORMOSA可以发现毫荷电粒子在一个大的和未开发的参数空间，并研究强烈的相互作用的暗物质，不能检测到地面直接检测实验。新提出的LHC正向物理设施（FPF）提供了一个理想的结构来主持完整的FORMOSA实验。
2020-10-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lake- and Surface-Based Detectors for Forward Neutrino Physics
Harvard University（哈佛大学）；University College London（伦敦大学学院）
本文提出SINE和UNDINE两个中微子探测器，用于研究LHC碰撞产生的中微子，通过模拟展示其在约束中微子截面和解决宇宙射线muon谜题方面的贡献。
2026-02-10 hep-ex hep-ph
Impact of $b \to c$ measurements on $Λ_b \to p τ\barν$ decay in $U_1$ leptoquark model
本研究在U1轻子夸克模型中，利用b→cτν̄数据约束新物理参数空间，预测Λ_b→pτν̄衰变可观测量，发现分支比和LFU比率可增强一个数量级，其余观测量与标准模型一致。
2023-05-01 hep-ph
Cross Section and Forward-Backward Asymmetry of $t\bar{t}$ Production in the Model with Four Color Symmetry
计算了四色夸克-轻子对称性最小模型预言的$Z'$ -玻色子、标量轻夸克$S^{(\pm)}_a$和标量胶子$F_a$对$σ_{t\bar{t}}$产生的截面和前后不对称性$A_{\rm FB}^{t \bar t}$的贡献.这些贡献被证明是小的树近似，可以是显着的1-循环$gt\bar{t}$有效顶点引起的标量偶极子帐户。从Tevatron数据中得到了标量胶子$m_F \gtrsim 320\, GeV$的质量下限，并指出对于$m_{F_1}\lesssim 990\,GeV$，标量胶子$F_1$在LHC中的存在意义不小于$3σ$（对于$\sqrt{s}=14$ TeV，为$L=10\,fb^{-1}$）.
2010-10-27 hep-ph
Prompt electron and tau neutrinos and antineutrinos in the forward region at the LHC
在高速度和高能量的中微子通量是敏感的QCD动力学的重味生产的运动学区域尚未进行测量。计划在LHC运行3进行的FASER $ν$和SND@LHC实验，以及在高光度LHC阶段进行的一系列实验，将探测高赝快度的中微子。这篇短文报道了最近在大型强子对撞机上分别从$D_s^\pm$和$D^\pm$的产生和衰变中对$pp$碰撞中的瞬发$ν_τ+\barν_τ$和$ν_e+\barν_e$双微分截面的评估。对于$\sqrt{s}=14$ TeV，在非线性光学QCD中计算了双微分中微子能量和赝快度分布.这些预测的数据表。未来的工作需要完善的中微子和反中微子通量的预测在LHC的前向区域进行了讨论。
2022-03-15 hep-ex hep-ph
Fermion-pair Production above the Z and Search for New Phenomena
本文综述了LEP实验ALEPH、DELPHI、L3和OPAL在130 ~ 183 GeV能量范围内对强子、味标和轻子对产生截面以及轻子对前后不对称性的测量结果。所有183 GeV的结果都是初步的。总结了这四个合作组对新物理现象的探索，如接触相互作用和复合性，R宇称违反的超中微子或方夸克，轻夸克或附加重规范玻色子Z'的交换。未发现偏离标准模型预期的证据，并推导出新的或改进的限值。
1998-06-25 hep-ex hep-ph
Neutrinos from charm: forward production at the LHC and in the atmosphere
大气中瞬发中微子通量的理论预测有很大的不确定性与粲强子的产生有关，到目前为止，粲强子是大气中瞬发中微子的主要来源。宇宙射线的通量，其陡降的能谱，在评估高能大气中微子通量时，对粲的前向产生起着重要作用。欧洲核子研究中心目前的LHCb实验限制了与瞬发大气中微子通量相关的运动学区域的魅力产生。拟议的向前物理设施具有额外的能力来检测大型强子对撞机向前魅力产生的中微子通量。我们讨论了当前和计划中的实验对高能大气中微子通量理论预测发展的影响。
2021-07-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Beyond the Standard Model physics in the far-forward region of the Large Hadron Collider
本文探讨LHC远前向区域新物理计划（含FASER和SND@LHC实验及未来FPF设施）在寻找标准模型之外物理迹象方面的发现前景。
2023-05-12 hep-ph
Probing New Physics at Future Tau Neutrino Telescopes
本研究针对未来τ中微子望远镜，系统分析可改变中微子-物质相互作用的新物理场景，通过数值求解传播方程与χ²分析，得出GRAND等三台望远镜对相关模型的灵敏度，证实其组合探测的互补性优势。
2023-07-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino trident scattering at the LHC energy regime
该研究针对LHC能区中微子-钨相互作用的三叉戟散射过程，估算不同相互作用模式下的轻子末态截面及FASERν2探测器的事例数，证实向前物理装置观测该过程原则上可行。
2024-06-19 hep-ex hep-ph
Scrutinizing New Physics in Semi-leptonic $B_{c}\rightarrow J/ψτν$ Decay
我们执行一个全球性的分析$b\to cτν$数据使用最近的晶格结果的$B_c\to J/ψ$矢量和轴向矢量形状因子。为了探索标准模型之外的新物理张量算符的影响，我们利用张量与（轴）矢量形状因子之间的非相对论QCD（NRQCD）关系确定了张量形状因子.在格点+NRQCD形状因子的基础上，结合最近对LEP 1数据和$B_c$寿命的研究，通过引入最近测量的$R(Λ_c)$和施加松弛的约束$\mathcal B(B_c\to J/ψ)<30\%$，拟合了$R_2$、$S_1$和$U_1$细夸克模型中的Wilson系数和新的物理耦合.在新的物理方案/模型下，给出了实验观测量$R(J/ψ)$、$P_τ(J/ψ)$、$F_L(J/ψ)$和$\mathcal A_{FB}(J/ψ)$的预言及其$q^2$分布.我们的结果表明，纵向$τ$极化分数$P_τ(J/ψ)$和前后不对称性$\mathcal A_{FB}(J/ψ)$对检验$R_2$细夸克模型是有用的.
2022-08-14 hep-ph
Forward Neutrinos from Charm at Large Hadron Collider
本研究针对LHC的FASER实验与规划中的FPF，估算粲介子衰变产生的前向中微子通量，对比不同因子化方法与强子化模型的预测，发现Pythia 8的弦碎裂模型给出的高能中微子率显著更高，凸显强子化建模的重要性。
2024-02-02 hep-ex hep-ph
Neutrino Up-scattering via the Dipole Portal at Forward LHC Detectors
大型强子对撞机在高快度下的显著中微子通量促使专用的前向探测器研究TeV能量下中微子的性质。我们研究磁偶极之间的相互作用，活跃的中微子和新的无菌状态在乳液和液氩实验，可以位于未来的正向物理设施（FPF）下游的ATLAS相互作用点。中微子从电子上散射产生电子反冲信号，可以探测高亮度LHC（HL-LHC）的参数空间的新区域，特别是由于低动量阈值的液氩探测器。我们还考虑了无菌中微子通过偶极算符的衰变，这导致了一个光子，可以从生产顶点位移。FPF探测器可以测试通过偶极门产生的重至1 GeV的无菌中微子状态，突出了高能LHC中微子作为新物理探测器的用途。
2022-03-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino Physics and Astrophysics at Colliders
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文综述了对撞机中微子实验（包括FASERν、SND@LHC及未来前向物理设施）的最新成就与前景，重点介绍了首次在空前能量下测量对撞机中微子相互作用、探索暗物质候选者、惰性中微子及非标准相互作用等新物理场景，并指出前向物理设施将实现中微子截面的精确测量、降低大气中微子通量计算中的系统不确定性，从而推动天体物理中微子观测和宇宙线相互作用的理解。
2026-05-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Far-forward production of charm mesons and neutrinos at Forward Physics Facilities at the LHC and the intrinsic charm in the proton
我们讨论了在LHC的pp碰撞中，由半轻子衰变产生的远向前$D$介子/反介子和中微子/反中微子。我们包括胶子-胶子融合$gg \to c\bar{c}$、内禀粲$gc \to gc$以及重组$gq \to Dc$部分子机制。计算中进行的$k_T$ -因子分解方法和混合模型使用不同的未积分部分子分布函数（uPDF）的胶子从文献中，以及在共线方法。我们比较了我们的结果与LHCb的数据为前向$D^{0}$介子生产在$\sqrt{s} = 13$ TeV的不同快度仓的间隔$2 < y < 4.5$。IC和重组模型在LHCb运动学中可以忽略不计。这两种机制在更大的快速性中开始变得至关重要，并在标准的魅力生产机制中占据主导地位。在高能量下，迄今为止还没有实验探测这个区域。我们还提出了前向电子，μ子和τ中微子的能量分布进行测量，在大型强子对撞机由目前运行的FASER $ν$实验，以及未来的实验，如FASER $\nu2$或FLArE，最近提出的前向物理设施项目。不同机构的组件再次单独示出。对于所有类型的中微子（电子、μ子、τ子），次主导贡献，即IC和/或复合，在中微子能量为$E_ν \gtrsim 300$ GeV时，主导轻介子（π介子、K介子）和胶子聚变驱动的标准粲产生贡献。对于电子中微子和μ子中微子，两种机制导致类似的产生率，它们的分离似乎是不可能的。另一方面，对于$ν_τ + {\bar ν…
2022-12-14 hep-ex hep-ph
BSM and SM signals and backgrounds in Far-Forward Experiments at the LHC
目前，大型强子对撞机（LHC）的两个实验系统正在进行第三次运行期间的数据采集：FASER + FASER $ν$和SND@LHC。它们对ATLAS相互作用点（IP）产生的某些类别的超标准模型（BSM）粒子、μ子和中微子敏感，这些粒子、μ子和中微子沿着加速器束线的切线传播数百米，直到它们分别位于的洞穴，相对于IP方向相反。目前正在拟定建议，以便在HL-LHC阶段将这些实验扩大到更大的实验。建造一个能够主持一些具有不同探测技术、运动学接受度和目的的前瞻性实验的前瞻性物理设施也是正在讨论的一种可能性。在这篇文章中，我讨论了一些BSM和SM的信号和背景的FPF，主要集中在QCD相关方面。
2022-12-22 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
Forward production of prompt neutrinos in the atmosphere and at high-energy colliders
本文研究由前向粲强子衰变主导的瞬发大气中微子通量，利用对撞机运动学变量刻画相关区域，并讨论LHC前向实验对理论预言的约束作用。
2023-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Discovering Quirks through Timing at FASER and Future Forward Experiments at the LHC
本文研究FASER、FASER2及远前向终极探测器利用闪烁体计时识别低p_T quirk对并压制μ子本底，证明现有及HL-LHC数据可显著拓展暗区参数空间。
2024-06-20 hep-ex hep-ph
Deep-Inelastic Scattering with LHC Neutrinos
本研究综述LHC远前向实验及拟议FPF的中微子深度非弹性散射测量潜力，可用于核结构研究、超小x区域QCD约束及BSM物理寻找，推动对撞机中微子物理发展。
2024-07-09 hep-ph
The Forward Physics Facility at the High-Luminosity LHC
在高亮度大型强子对撞机（LHC）的高能碰撞产生了大量的粒子沿束碰撞轴，现有的LHC实验接受之外。拟议中的正向物理设施（FPF）将位于距ATLAS相互作用点几百米处，并由混凝土和岩石屏蔽，将主持一系列实验，以探测标准模型（SM）过程并搜索标准模型（BSM）之外的物理。在这份报告中，我们回顾了土木工程计划和实验的现状，以探索可以在前沿区域进行独特探测的各种物理信号。FPF实验将通过在低背景环境中使用TeV中微子进行高统计分析，寻找新的粒子散射或衰变特征以及与SM预期的偏差，对广泛的BSM物理敏感。高统计中微子的探测也将为微扰和非微扰QCD以及弱相互作用的基础课题提供有价值的数据。FPF的实验将使LHC的正向粒子产生和天体粒子物理学之间的协同作用得到利用。我们在这里报告这些物理主题，基础设施，探测器和模拟研究，以及未来的方向，以实现FPF的物理潜力。
2022-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
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
A Phenomenological Analysis of LHC Neutrino Scattering at NLO Accuracy Matched to Parton Showers
针对LHC前向中微子实验，基于LHAPDF框架的中微子PDF参数化通量，结合POWHEG-BOX-RES生成NLO+PS精度预言，量化多因素影响并与GENIE比较，证明高阶生成器对实验目标的重要性。
2024-12-02 hep-ex hep-ph
Exploring the lifetime frontier with a beam-dump experiment at CiADS
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory（广东省先进能源科学技术实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Peking University（北京大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Fudan University（复旦大学）
提出在CiADS设施上开展束流倾倒实验（CiADS-BDE），利用强前向增强和低本底环境，通过暗光子模型研究长寿命粒子，在5年运行时间内可探测O(100) MeV暗光子质量和O(10^{-9}–10^{-8})动力学混合的未排除参数空间。
2026-05-24 hep-ex hep-ph
Proposal for a shared transverse LLP detector for FCC-ee and FCC-hh and a forward LLP detector for FCC-hh
Centre for High Energy Physics, Indian Institute of Science（印度科学学院高能物理中心）；Bethe Centre for Theoretical Physics and Physikalisches Institut der Universität Bonn（波恩大学理论物理贝特中心与物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙起源研究前沿中心（WPI）、UTIAS）；Department of Physics, Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院物理系）
针对未来环形对撞机（FCC），提出优化设计的横向（DELIGHT）和前向（FOREHUNT）专用探测器，以增强对长寿命粒子（LLP）的探测灵敏度，其中DELIGHT可作为FCC-ee和FCC-hh的共享横向探测器。
2026-06-03 hep-ex hep-ph
Invisible jets from composite neutrinos
本文提出利用高能中微子散射中解体为不可见喷流的特征探测中微子与复合惰性扇区的耦合，在共形窗口内计算产生率，并结合NuTeV数据给出新约束及对未来SHiP、前向物理装置灵敏度的评估。
2025-07-16 hep-ex hep-ph
FPF@FCC: Neutrino, QCD, and BSM Physics Opportunities with Far-Forward Experiments at a 100 TeV Proton Collider
本文首次定量评估了在FCC-hh 100 TeV质子对撞机中整合远前向实验的物理潜力，发现可大幅提升中微子探测产额并显著增强对核子结构、中微子电荷半径及多种BSM模型的探测灵敏度。
2024-09-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Heavy neutral leptons from light scalar in fixed target and forward search experiments
Hokkaido University（北海道大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
研究标准模型\(U(1)_{B - L}\)扩展框架下，通过轻标量衰变产生重中性轻子的情况。利用FCC - hh的FPF和SHIP束流卸料实验，考虑多种因素估计灵敏度，发现可显著扩展轻标量和重中微子发现范围，为相关物理研究提供有力探测。
2026-07-24 hep-ph
Anti-Electron Neutrinos at High-Energy Neutrino Experiments: Identification Strategies and Physics Potential
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；University of Sussex（萨塞克斯大学）
本文提出一种低成本塑料靶，用于高能中微子实验中区分电子和正电子，以提高ν_e和\barν_e截面测量能力并探索前向粒子产生。
2026-01-07 hep-ph
Parton distribution function uncertainties in theoretical predictions for far-forward tau neutrinos at the Large Hadron Collider
在大型强子对撞机（LHC）上测量遥远区域中微子的新实验正在设计中或已经在准备中。其中两个，FASER $ν$和SND@LHC，预计将在运行3期间活跃，并有可能检测来自LHC相互作用点之一的高能碰撞的中微子，沿着与束线相切的方向提取。τ中微子和反中微子主要来自于$pp$碰撞中产生的$D_s^\pm$，随后是这些介子的轻子衰变。在$η>6.9$和$η>8.9$范围内的中微子赝快度与这些未来的实验有关。在这种高能量的赝快度下，理论上对τ中微子通量的预测依赖于部分子分布函数（PDF），该函数是非常小和大的部分子$-x$值的组合。我们评估了LHC远前区由$D_s^\pm$衰变产生的$ν_τ$ + $\barν_τ$通量的次领先阶（NLO）QCD计算中的PDF不确定性。对于（$ν_τ$ + $\barν_τ$）充电电流（CC）事件数量，与PROSA 19组的40个PDF集相关的理论不确定度为$\pm (20-30)$\ %。尺度不确定性要大得多，导致CC事件预测范围从比中心预测低的$\sim 70\%$到比中心预测高的$\sim 90\%$。将这些预测与使用来自CT 14、ABMP 16和NNPDF3.1合作的3味NLO PDF集的中心PDF作为输入而获得的预测进行比较，结果表明，在TeV中微子能量下，相对于PROSA 19的预测，远向中微子能量分布的变化多达$\sim 2-4$的一个因子。在…
2022-07-01 hep-ex hep-ph nucl-ex
Investigating the fluxes and physics potential of LHC neutrino experiments
本研究分析LHC及FPF中微子实验的预测谱，利用Fisher信息确定观测精度，约束标准模型内外过程，并探讨结合多个观测量验证增强奇异数情景以解释宇宙线缪子之谜。
2023-11-15 hep-ph
NLO event generation for LHC neutrinos and application to flux measurements at FASER
本研究开发了含NLO QCD修正的LHC中微子事例生成工具，将中微子分布接入POWHEG-BOX-RES框架的生成器，并首次用FASER数据测定了LHC前向中微子通量。
2025-10-29 hep-ph
