Search for heavy neutrinos at CERN SPS
中微子领域的现象学需要超越标准模型的物理学。一种可能性是存在新的大质量轻子态,可以在高强度机器上探测。本文介绍了NA 48/2和NA 62实验在飞行中K介子衰变研究中得到的重中性轻子的最新结果,并讨论了CERN SPS在这方面的研究前景。
2019-04-19 hep-ex
New Physics searches using ProtoDUNE and the CERN SPS accelerator
本文提出利用 CERN 现有 SPS 400 GeV 质子束流与 ProtoDUNE 探测器寻找长寿命及稳定的新物理弱相互作用粒子,并表明其可在不影响北区实验的情况下改进现有界限。
2024-01-25 hep-ex hep-ph
Search for Deconfinement in NA49 at the CERN SPS
欧洲粒子物理研究所的NA 49实验使用一个大型接收探测器,对核-核、核子-核和核子-核子碰撞中的粒子产额和相关性进行系统研究。铅+铅碰撞在40,80和158 A*GeV的光束能量的初步结果,并在较低和较高的能量测量相比。
2002-06-19 hep-ex
A search for non-qqbar mesons in the WA102 experiment at the CERN Omega Spectrometer
中心介子生产作为交换粒子的横向动量dPT的差异的函数的研究表明,无可争议的qqbar介子被抑制在小dPT,而胶球候选人增强。
1997-09-23 hep-ex
Illuminating sequential freeze-in dark matter with dark photon signal at the CERN SHiP experiment
Chongqing University(重庆大学)
研究通过暗光子介质信号探测顺序冻结-in暗物质,确定暗电荷和混合参数限制,排除部分区域,留下狭窄范围供进一步测试。
2025-12-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Missing energy signature from invisible decays of dark photons at the CERN SPS
暗光子($A'$)通过与来自电子散射离开核的韧致辐射光子混合而产生,可伴随着占主导地位的不可见$A'$衰变成暗扇区粒子。在这项工作中,我们讨论了这个过程中丢失的能量签名的实验NA 64旨在寻找$A'\to invisible$衰变与高能电子束在欧洲核子研究中心SPS。我们展示了可用于区分$A'\to invisible$信号与背景的变量的独特分布。详细模拟的探测器响应的事件与$A'$发射的结果。估计信号事件选择的效率。它是用来评估实验的灵敏度,并表明,它允许探测混合强度$10^{-6}\lesssim ε\lesssim 10^{-2}$和质量高达$M_{A'} \lesssim 1$ GeV的仍未探索的领域。所得结果与其他计算结果进行了比较。在信号观测的情况下,参数$M_{A'}$和$ε$通过使用丢失的能量谱形状的提取的可能性进行了讨论。作为一个例子,我们认为$A'$与质量16.7 MeV和混合$ε\lesssim 10^{-3}$,这可以解释最近观察到的事件过量的核跃迁的一个激发态的$^8$ Be。我们表明,如果这样的$A'$存在其不可见的衰减可以观察到在NA64在一个月内运行,而在几个月内积累的数据也将允许确定的$ε$和$M_{A'}$参数。
2016-10-12 hep-ex hep-ph
Prospects in the search for a new light $Z'$ boson with the NA64$μ$ experiment at the CERN SPS
通过质量低于200 MeV的$L_μ-L_τ$电流耦合到第二代和第三代轻子的轻$Z'$矢量玻色子为最近证实的$(g-2)_μ$异常提供了一个非常可行的新物理解释。这种玻色子可以在高能μ子束与靶碰撞后的韧致辐射反应$μN \rightarrow μN Z'$中产生。NA64 $μ$是一个固定目标实验,使用来自CERN超级质子同步加速器的160 GeV μ子束,寻找$Z'$的产生及其随后的衰变$Z'\rightarrow invisible$。在本文中,我们提出了研究的NA64 $μ$的敏感性,以寻找这样的$Z'$。这包括一个现实的光束模拟,详细的探测器描述和讨论的主要潜在的背景源。为了验证模拟结果,计划进行试运行。如果这些都得到证实,NA64 $μ$将能够探索所有剩余的相空间,这可以为$g-2$ μ子异常提供解释。
2021-10-28 hep-ex hep-ph
Search for new physics with the SHiP experiment at CERN
SHiP是CERN SPS的一个新的通用固定靶实验,旨在补充LHC实验以寻找新的物理。在初始阶段,从SPS中提取的$400$ GeV质子束将被倾倒在一个重靶上,目的是在5年内集成$2\times10^{20}$罐。在一个有源μ介子屏蔽的屏蔽下,一个专用的探测器,基于一个长衰变体积,然后是一个光谱仪和粒子识别探测器,将允许探测各种模型与质量低于$\mathcal{O}(10)\; \mathrm{GeV}/{c^2}$的轻长寿命外来粒子。主要重点将是所谓的隐藏门户的物理学,即寻找暗光子,轻标量和伪标量,以及重中性轻子。对重中性轻子的灵敏度将允许第一次探测,在高于K介子质量的质量范围内,也可以解释重子生成和活性中微子质量的耦合范围。一个专用的基于乳胶的探测器将允许在一个未探索的参数范围内探测光暗物质。
2017-12-06 hep-ex hep-ph
Muon g-2 and searches for a new leptophobic sub-GeV dark boson in a missing-energy experiment at CERN
正μ子反常磁矩的预测值与测量值相差3.6 σ,这是由于存在一个新的暗玻色子Z μ,其质量在亚GeV范围内,它主要通过L μ- L τ流与第二代和第三代轻子耦合。在讨论了目前关于Z_μ耦合的唯象界限之后,我们指出,如果Z_μ存在,那么通过在探测器中寻找由于瞬发韧致辐射Z_μ衰变Z_μ \to νν到一对中微子而产生的大量丢失μ束能量的事件,就可以在μ子散射核的反应μ+Z \to μ+Z+Z_μ中观察到Z_μ耦合。我们描述的实验技术和初步研究的可行性,建议的搜索。我们发现,这个特定的信号允许搜索Z_μ,其灵敏度为耦合常数α_μ> 10^{-11},这比解释差异所需的值高3个数量级。我们指出,在CERN SPS上的高能量和高强度μ介子束的可用性提供了一个独特的机会,无论是发现或排除Z_μ在拟议的搜索在不久的将来。该实验是基于丢失能量的方法开发的暗光子和(伪)标量介子在欧洲核子研究中心的不可见衰变的搜索,是这些实验的补充。
2015-05-11 hep-ex hep-ph physics.ins-det
NESSiE: The Experimental Sterile Neutrino Search in Short-Base-Line at CERN
几个不同的实验结果表明中微子区存在异常。为了解释这些结果,人们发展了超越标准模型的模型,这些模型涉及一个或多个不弱相互作用的额外中微子。因此,需要一个新的实验计划来研究这种潜在的新物理,在欧洲核子研究中心使用可能的新短基线中微子束。欧洲核子研究中心实际上正在推动在北部地区启动一个新的中微子设施,该设施可能拥有两个互补的探测器,一个基于LAr技术,另一个对应于μ子光谱仪。该系统在两个不同的地点加倍。关于后一种选择,已提议在欧洲用分光仪进行中微子实验,以研究带电电流μ子中微子和反中微子的相互作用,从而寻找无菌中微子。探测器由两个磁谱仪组成,位于两个地点:离CERN-SPS束的质子目标“近”和“远”。每个光谱仪将由ICARUS类LAr目标补充,以便也允许中性电流(NC)和电子中微子CC相互作用重建。
2013-04-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Future Perspectives at CERN
目前和未来的实验在欧洲核子研究中心进行审查,重点是那些有关天体物理学和宇宙学。其中包括与核天体物理学、物质-反物质不对称性、暗物质、轴子、引力波、宇宙射线、中微子振荡、暴胀、中子星和夸克-胶子等离子体有关的实验。CERN未来计划的核心是LHC,但也提出了LHC之后的一些观点。
2002-06-04 astro-ph hep-ex hep-ph
A search for non-qqbar mesons at the CERN Omega Spectrometer
量子色动力学的非阿贝尔性质表明,含有胶子成分的粒子,如胶球或杂化粒子,应该存在。实验WA76、WA91和WA102使用CERN Omega光谱仪对这些状态进行了专门的搜索。已经观察到几个非qqbar候选者。本文研究了中心介子的产生随交换粒子的横动量差(dPT)的变化,结果表明,在小的dPT下,无可争议的qqbar介子被抑制,而胶球候选者被增强。
1998-03-24 hep-ex
Search for a Hypothetical 16.7 MeV Gauge Boson and Dark Photons in the NA64 Experiment at CERN
本文报道了直接寻找一种新的16.7MeV玻色子(X)的初步结果,这种玻色子(X)可以解释在Be-8核衰变中观测到的异常过量的e+e-对。由于X与电子的耦合,在CERN SPS的NA 64实验中,100 GeV的电子束入射到活性靶上,可以在韧致辐射反应e-Z-> e-Z X中产生X,并通过随后的衰变为e+e-对进行观察。当靶上有5.4个\times 10^{10}电子时,没有发现这种衰变的证据,因此可以将X-e ^-耦合的第一个极限设定在1.3 \times 10^{-4} < ε_e < 4.2 \times 10^{-4}的范围内,不包括允许的参数空间的一部分。我们还根据未观测到质量<~ 23 MeV的韧致辐射A'的衰变A'->e+e-,对光子与暗光子(A ')的混合强度设定了新的界限。
2018-06-09 hep-ex hep-ph
Probing Hidden Leptonic Scalar Portals using the NA64 Experiment at CERN
本研究展示了CERN NA64实验通过蒙特卡罗模拟在100 GeV电子碰撞中探测暗区轻子型标量门户$e\ ightarrowμ$跃迁的潜力,发现其能探测与缪子$g-2$异常和暗物质遗迹预测兼容的大部分参数空间。
2024-04-24 hep-ex hep-ph
A primary electron beam facility at CERN
本文介绍了在欧洲核子研究中心(CERN)的一次电子束装置的概念,用于暗规范力和轻暗物质的搜索。电子束的产生分为三个阶段:直线加速器将来自光电阴极的电子加速到3.5 GeV。该束被注入到超级质子同步加速器(SPS)中,并被加速到最大能量16 GeV。最后,被加速的电子束被缓慢地提取到实验中,随后可能会将剩余的电子快速倾倒到另一条束线上。以光暗物质实验(LDMX)的要求为基准,对光束参数进行了优化。
2019-05-18 hep-ex physics.acc-ph
Searching for Quark Matter at the CERN SPS
本文简要介绍了最近在CERN SPS进行的测量中,我们对致密强相互作用物质物理学的一些进展。目前可用的结果是非常有趣的,并可能反映在中央铅铅碰撞,在最高的SPS能量的物质的新状态的生产。然而,一些重要问题需要进一步研究。特别强调的是夸克物质1999年会议以来取得的进展,并证明SPS重离子物理计划在2000年以后继续的问题。
2001-05-18 hep-ex
Searches for Physics beyond the Standard Model with Kaons at NA48 and NA62 at CERN
比率$R_K = Γ(K^{\pm}\to e^{\pm}ν(γ)) / Γ(K^{\pm}\toμ^{\pm}ν(γ))$提供了弱相互作用结构的强有力的探针。在标准模型中,它的计算精度非常高,但由于新物理学的存在,修正可能在百分之几的范围内。根据2003-04年的测试数据样本开发了NA 48/NA 62方法,并讨论了基于2007年专门运行的分析状况。此外,提出了在CERN SPS上测量超稀有衰变$K^+\toπ^+ν\barν$的建议。
2008-04-30 hep-ex
CAST: A search for solar axions at CERN
欧洲核子研究中心的新轴子太阳望远镜在2002年9月开始收集数据:CAST(欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜)使用退役的LHC偶极磁铁将假定的太阳轴子或类轴子粒子转换为可检测的光子。前所未有的偶极磁体强度和长度(9.5 T,10 m)导致了对这些粒子的预测灵敏度首次超过了天体物理学的限制,增加了发现的机会。X射线聚焦光学器件和最先进的探测器技术的使用使得地面实验的背景极低。简要的现状报告,重点是跟踪和控制系统和未来可能的扩展。
2003-04-15 astro-ph hep-ex hep-ph
Search for a New B-L Z' Gauge Boson with the NA64 Experiment at CERN
在CERN SPS的NA 64实验中,首次利用能量丢失技术在keV-GeV质量范围内寻找了一个新的与(未)破缺B-L对称性有关的$Z'$规范玻色子.通过分析2016-2021年运行期间收集的靶上3.22 e11电子的数据,没有发现信号事件。这使得可以推导出对$Z'-e$耦合强度的新约束,与中微子-电子散射数据相比,对于$0.3 < m_{Z'} < 100$ MeV的质量范围,这些约束更加严格。
2022-10-22 hep-ex hep-ph
Exploration of the Muon $g-2$ and Light Dark Matter explanations in NA64 with the CERN SPS high energy muon beam
本研究在NA64实验中利用160 GeV/c高能μ子束和缺失能量技术寻找 $Z'$ ($L_μ-L_τ$) 矢量玻色子,未观察到信号事件,从而对可能解释μ子 $g-2$ 反常及热暗物质遗迹丰度的参数空间设定了新限制,为探索暗物质铺平了道路。
2024-01-03 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
Status and prospects of the NA64 experiment at the CERN SPS
NA64是欧洲核子研究中心SPS的一个固定目标实验,设计为密封的通用探测器,用于搜索来自电子/正电子,强子和μ子散射核的丢失能量事件中的暗区物理。在FIPs 2022研讨会上,我们回顾了NA64的现状和前景。
2023-01-25 hep-ex
Search for solar axions: the CAST experiment at CERN
假设具有双光子相互作用的类轴子粒子将通过Primakoff过程在太阳中产生。在实验室的磁场中,它们将被转化为能量为几千电子伏的X射线。欧洲核子研究中心的CAST实验正在使用退役的LHC磁体作为轴子日光镜,以寻找这些轴子状粒子。对2003年数据的分析表明,没有高于背景的信号,因此,对于m_{a} <~ 0.02 eV,在95% CL下,轴子-光子耦合的上限< 1.16*10^{-10} GeV^{-1}。2004年数据采集期间实验的稳定运行使我们能够预期这一数值将得到提高。在2005年底,我们预计将开始与所谓的第二阶段的CAST,当磁铁管道将充满缓冲气体,使轴子光子相干将延长。这样,我们就能够寻找质量小于1 eV的轴子。
2005-07-01 hep-ex
Dark Matter Production at LHC from Black Hole Remnants
我们研究了欧洲核子研究中心大型强子对撞机(CERN LHC)从黑洞遗迹(BHR)中产生暗物质的过程。我们发现,这些BHR在LHC的典型质量是~ 5-10 TeV,这是比其他暗物质的候选者,如:轴子,axino,neutralino等,我们建议通过单一的喷流生产过程中的PP ->喷气+BHR(暗物质)在欧洲核子研究中心LHC检测到这种暗物质。我们发现,零碰撞参量部分子碰撞,单喷流截面是不可忽略的标准模型背景相比,是远远高于其他暗物质的情况下,迄今为止研究。我们还发现,在CERN LHC中,喷流产生的dσ/dp_T随p_T的增加而增加,而在所有其他暗物质方案中dσ/dp_T都是减小的。这可能为大型强子对撞机的暗物质探测提供有用的信号。然而,我们发现,当包含非弹性的碰撞参量依赖效应时,来自上述过程的单喷流横截面变得比标准模型背景小得多,并且可能在LHC中检测不到。
2010-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Search for the QCD critical point in nuclear collisions at the CERN SPS
本文研究了SPS核碰撞中π介子的产生,目的是在相图的一个限定区域内寻找与临界QCD相容的关联行为的幂律。我们分析了158 $A$ GeV的不同大小的核(p+p,C+C,Si+Si,Pb+Pb)的相互作用,作为适当的观测量,采用标度阶乘矩来寻找横向尺寸的间歇性涨落。分析进行$π^+π^-$对不变的质量非常接近的两π阈值。在这个扇区中,即使$σ$介子没有明确的真空态,也可以捕捉到强子介质中σ分量的临界涨落。结果表明,对于Pb+Pb系统,如果不进入具有强库仑关联的不变质量区,则不能应用所提出的分析技术。因此,在这种情况下,治疗变得不确定。我们对其他系统的结果表明,在Si+Si的冻结态中存在幂律涨落,其大小接近临界QCD的预测。
2010-05-19 hep-ex hep-ph nucl-ex
The experimental facility for the Search for Hidden Particles at the CERN SPS
寻找隐藏粒子(SHiP)合作表明,欧洲核子研究中心的SPS加速器及其400 $\mathrm{\small GeV/c}$质子束为探索隐藏区提供了一个独特的机会。该实验是一个强度前沿实验,它能够通过可见的衰变和通过电子或原子核反冲的散射特征来寻找隐藏的粒子。由SHiP合作开发的高强度实验设备基于许多关键特征和发展,这些特征和发展提供了探测大部分参数空间的可能性,这些参数空间具有质量高达O(10)$\mathrm{\small GeV/c^2}$的轻长寿命超弱相互作用粒子,在极其干净的背景条件下。本文介绍了实验设施的建议,连同最重要的可行性研究。本文重点介绍了具有挑战性的新想法背后的束流提取和束流传输,质子束流转储,抑制束流诱导的背景。
2019-02-08 hep-ex physics.ins-det
The new monolithic ASIC of the preshower detector for di-photon measurements in the FASER experiment at CERN
FASER(ForwArd Search Experiment)是一项在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上寻找新的光和弱相互作用粒子的实验。FASER由不同的子探测器组成,包括硅微带探测器、闪烁计数器和电磁热量计。本文介绍了一种用于FASER实验的新型预散射探测器。新的探测器基于单片像素ASIC,将提供出色的空间和时间分辨率以及大的电荷动态范围。IHP在130 nm SiGe BiCMOS技术生产的原型芯片的第一个结果。
2022-10-07 hep-ex physics.ins-det
Recent results from the NA48 experiment at CERN: CP violation and CKM parameter Vus
本文介绍了NA48实验的几个最新结果:$|η_{+-}|$的测量,$K^\pm\to3π$衰变中CP破坏现象的研究,以及$|V_{us}|$的测量。
2007-09-19 hep-ex
A facility to Search for Hidden Particles at the CERN SPS: the SHiP physics case
本文介绍了欧洲粒子物理研究所(CERN SPS)新的固定靶装置的物理情况。SHiP(寻找隐藏粒子)实验的目的是寻找新的物理学在很大程度上未开发的领域非常弱的相互作用粒子与质量低于费米尺度,无法进入LHC实验,并研究τ中微子物理。相同的质子束设置可以在以后用于寻找具有轻子味数不守恒的τ轻子的衰变,$τ\to 3μ$和寻找弱相互作用的亚GeV暗物质候选者。我们讨论了物理学超越标准模型的证据,并描述了新粒子和四个不同的门户-标量,矢量,费米子或轴子类粒子之间的相互作用。我们讨论了不同模型的动机,通过这些相互作用来表现自己,以及如何用SHiP实验来探测它们,并提出了几个案例研究。展望了在SHiP上寻找相对轻的超对称性和复合粒子的前景。我们证明了SHiP实验具有发现新物理的独特潜力,可以直接探测许多超越标准模型的谜题,如中微子质量,宇宙的重子不对称性,暗物质和暴胀
2015-04-19 hep-ex hep-ph
Search for a light muon-philic $Z^\prime$ with the NA64-$e$ experiment at CERN
通过引入额外的$U(1)$规范$L_μ-L_τ$对称性对标准模型进行扩展,可以解释μ子磁矩的测量值与预测值之间的差异,解决$B$介子衰变中的张力问题。这个模型预测了一个新的,轻的$Z^\prime$矢量玻色子的存在,主要耦合到第二代和第三代轻子,其与电子的相互作用是由于一个环路机制,涉及μ子和τ。在这项工作中,我们提出了一个严格的评估$Z^\prime$参数空间的上限,从分析的NA 64- $e$实验在欧洲核子研究中心SPS收集的数据,进行了搜索光暗物质与$2.84\times10^{11}$电子撞击100 GeV的活性厚目标。由此产生的限制,尽管被包括在一个区域内已经调查的中微子实验,触摸μ子$g-2$的首选带的值的$Z^\prime$质量的顺序为1兆电子伏。未来高统计NA 64- $e$运行的灵敏度预测证明了电子/正电子束方法在这种理论场景中的能力。
2022-12-08 hep-ex hep-ph
ANUBIS: Proposal to search for long-lived neutral particles in CERN service shafts
University of Durham(杜伦大学);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室);Department of Physics, University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校物理系);KTH Royal Institute of Technology and Oskar Klein Centre(瑞典皇家理工学院和奥斯卡·克莱因中心)
本文提出ANUBIS提案,通过在ATLAS或CMS实验上方的服务竖井安装追踪站来搜寻长寿命中性粒子,使寿命探测范围较现有及未来LHC实验提升2-3个数量级,并概述了探测器设计与成本。
2025-11-04 hep-ex physics.ins-det
The SHiP/NA67 experiment at the ECN3 high-intensity beam facility at the CERN SPS
Department of Physics and Astronomy, Ghent University(根特大学物理与天文系)
SHiP/NA67实验旨在探测质量在100 MeV到几GeV范围内的弱相互作用粒子,通过高强度束流dump收集6×10^20质子,对重中性轻子、暗光子等模型具有领先灵敏度,并支持中微子物理研究。
2026-06-09 hep-ex
A new search for anomalous neutrino oscillations at the CERN-PS
LSND实验已经观测到来自静止π介子的反nu_mu束的反nu_e事件超过3.8 σ。如果得到证实,LSND异常将意味着标准模型之外的新物理,可能是以一些额外的无菌中微子的形式。FNAL-Booster的MiniBooNE实验进一步寻找了LSND异常。在475 MeV以上,nu_e的结果是排除LSND异常到约1.6 sigma,但它在较低能量下引入了一个无法解释的新的3.0 sigma异常,低至200 MeV。到目前为止,nu_e数据还没有足够的统计数据来确定LSND的反nu_e。CERN-PS目前的提议是基于两个严格相同的LAr-TPC探测器,分别位于近端和远端,分别距离中微子(或反中微子)目标和聚焦喇叭127米和850米,观察电子中微子信号。该项目将受益于已经开发的ICARUS T600技术,该技术在帕维亚的地面上得到了很好的测试,不需要任何重大的研发活动,也没有地下实验(CNGS-2)的额外问题。液态氩成像TPC的卓越质量及其独特的电子π-零鉴别允许完全拒绝NC背景,而不会损失电子中微子检测的效率。在两年的曝光中,远探测器的质量为600吨,合理利用CERN-PS和翻新的TT 7束线,将允许收集大约10^6个带电电流事件,这在很大程度上足以确定LSND异常。
2009-09-08 hep-ex
The SHiP experiment at the proposed CERN SPS Beam Dump Facility
寻找隐藏粒子(SHiP)合作组织提出了一个在欧洲核子研究中心SPS加速器上以束流收集模式运行的通用实验设备,以寻找轻的弱相互作用粒子。SHiP实验包含两个互补的探测器。上游探测器设计用于光暗物质(LDM)散射的反冲特征和中微子物理学,特别是τ中微子。它包括一个光谱仪磁铁,内置一个分层探测器系统,带有高密度LDM/中微子靶板、乳胶膜技术和电子高精度跟踪。下游探测器系统的目的是测量弱相互作用粒子的可见衰变,以完全重建的最终状态和部分重建的最终状态与中微子,在一个几乎无背景的环境。该探测器由一个50 \m长的真空衰变体、一个宽5 m、高10 m的矩形接收谱仪和粒子识别系统组成。该实验使用400 \gev质子的高强度束,旨在在5- 10年的时间内每年从目前在SPS上未开发的$4\times 10^{19}$质子中获利。这使得探测暗光子,暗标量和伪标量,以及具有GeV级质量的重中性轻子的灵敏度大大超过现有和计划的实验。在从几个\mevcc到100兆电子伏的质量范围内,对轻暗物质的灵敏度远低于暗物质遗迹密度极限,并且有可能以前所未有的统计数据研究τ中微子相互作用。本文描述了SHiP实验基线设置和探测器系统,以及测试光束中原型的性能结果,因为它是为2020年欧洲粒子物理战略更新而准备的。
2022-05-20 hep-ex physics.ins-det
Searching for Light Dark Matter and Dark Sectors with the NA64 experiment at the CERN SPS
本研究介绍CERN SPS的NA64轻暗物质搜寻实验的成果、升级计划与未来运行规划,该实验信号率与耦合平方成正比,升级后将探索新的LDM参数空间。
2025-05-20 hep-ex
NO LESS: Novel Opportunities for Light Exotic Searches at the SPS
Max-Planck-Institut für Physik (Werner-Heisenberg-Institut)(马克斯·普朗克物理研究所);Lancaster University(兰卡斯特大学);Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences, Physics Department, Chair for Data Science in Physics(慕尼黑工业大学);Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN(意大利国家核物理研究所弗朗卡蒂国家实验室)
本文比较了CERN NA62实验在束流探测模式下的灵敏度与未来ECN3束流探测设施的假设实验的灵敏度,展示了现有探测器的最小重新配置已能提供竞争性的灵敏度。
2026-04-20 hep-ex hep-ph
Brief history for the search and discovery of the Higgs particle - A personal perspective
1964年,一种新的粒子被几个团体提出来回答基本粒子的质量来自哪里的问题;这种粒子通常被称为希格斯粒子或希格斯玻色子。2012年7月,这个希格斯粒子终于在实验中被发现,这是由ATLAS合作组织和CMS合作组织使用欧洲核子研究中心的大型强子对撞机完成的壮举。这篇评论的目的是给出我个人对自80年代以来对这种粒子的实验研究的简要历史的看法,并最终在2012年发现它。除了早期的搜索,在欧洲核子研究中心的LEP对撞机,费米实验室的Tevatron对撞机,和欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的搜索进行了详细的描述。希格斯玻色子玻色子的实验发现通常被认为是粒子物理学在过去半个世纪中最重要的进展,并简要讨论了一些可能的影响。这篇评论部分基于作者在2013年3月10日至15日在美国科罗拉多州阿斯彭物理中心举行的“希格斯之瓦迪斯”会议上的演讲。
2014-03-18 hep-ex hep-ph physics.hist-ph
The SHiP experiment at CERN
目前的状态,建议SHiP实验在欧洲核子研究中心束流转储设施。SHiP是一个通用的固定目标实验。从SPS中提取的400 GeV/ $c$质子束将在五年内倾倒在重靶上,以在靶上集成$2 \times 10^{20}$质子。该探测器以一个长真空罐为基础,随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轻长寿命外来粒子和质量低于${\cal O}(10)$ GeV/ $c^2$。主要重点将是所谓的隐藏门户的物理学,即寻找暗光子,轻标量和伪标量,以及重中微子。对重中微子的敏感性将允许探测,在K介子和粲介子质量之间的质量范围内,重子生成和活性中微子质量的耦合范围也可以解释。第二个专用探测器将研究中微子和探索轻暗物质。
2020-09-13 hep-ex physics.ins-det
Shedding light on Dark Sectors with high-energy muons at the NA64 experiment at the CERN SPS
本研究利用CERN SPS的M2束流160GeVμ子在NA64实验中通过缺失能量/动量通道搜寻暗物质新粒子,可同时探测多种亲μ子场景,与电子/正子实验互补以拓展热轻暗物质参数空间探索。
2024-09-16 hep-ex
Search for nu(mu)-->nu(e) Oscillations in the NOMAD Experiment
本文给出了在CERN的NOMAD实验中寻找nu(mu)-->nu(e)振荡的结果。该实验在CERN SPS的主要nu(mu)宽带中微子束中寻找nu(e)的出现。没有发现振荡的证据,得到的90%置信限为:最大混合时的Δ m^2 < 0.4 eV^2,较大的Δ m^2时的sin^2(2 θ)< 1.4x10^{-3}。这个结果排除了Δ m^2 > 10 eV^2的振荡参数的LSND允许区域。
2003-06-17 hep-ex
Sensitivity of the FCC-ee to the decay of a dark photon into a $μ^+μ^-$ pair
INFN Sezione di Pavia(意大利国家核物理研究所帕维亚分部)
本文研究了FCC-ee对暗光子衰变为μ⁺μ⁻对的灵敏度,通过参数化模拟评估了光子与暗光子混合的灵敏度,并考虑了暗光子的即时和长寿命衰变情况。
2025-11-28 hep-ex hep-ph
Studies for New Experiments at the CERN M2 Beamline within "Physics Beyond Colliders": AMBER/COMPASS++, NA64mu, MuonE
“超越对撞机的物理学(PBC)”研究探索了CERN加速器复合体与对撞机实验互补的基础物理学机会。三项新的合作旨在利用现有的高强度μ子和强子束在北区的M2光束线,但也渴望超越目前的M2能力,使用正在研究的RF分离的高强度强子束。AMBER/COMPASS++合作提出了一个雄心勃勃的计划,用μ子束测量质子半径,以及从π介子PDF/ Drell-Yan到暗区搜索的截面测量的QCD相关研究。假设射频分离束的可行性,奇异介子的光谱将进入一个高精度的时代,而K介子PDF以及核子TMD将通过Drell-Yan反应获得。NA 64 mu合作计划使用M2 μ子束搜索暗扇区介质,例如暗标量A'或假设的Z_mu,并使用电子束补充他们正在进行的A'搜索。MuonE合作计划通过弹性mu-e散射评估真空极化的强子分量,这是确定(g-2)_mu的主要不确定性。根据PBC“常规光束”工作组的研究,将介绍三个新实验方案的概述以及对M2光束线和实验区EHN 2的影响。
2019-11-04 hep-ex physics.ins-det
Dark matter searches at the LHC
我们提出了一个总结的暗物质的搜索在大型强子对撞机的ATLAS和CMS实验的当前状态。对于简化参数空间中的各种假设,LHC排除是对直接检测结果的补充。介绍了寻找暗物质的单目标分析和寻找暗物质介质的各种分析。
2017-09-07 hep-ex hep-ph
The Argon Dark Matter Experiment (ArDM)
ArDM实验是一台1吨级的液态氩TPC/量热计,用于探测无自旋氩核散射的暗物质粒子。这些产生反冲核的事件将通过它们的光荷比以及闪烁光的时间结构来识别。该实验目前正在建设中,并将在欧洲核子研究中心的地面上投入使用。在这里,我们描述了探测器的概念,并给出了一个简短的审查的主要探测器组件。
2008-12-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for Dark Sector Physics at the NA64 experiment in the context of the Physics Beyond Colliders Project
NA 64电子束计划包括对假想暗光子$A'$的可见和不可见衰变的高灵敏度搜索,目标是观察亚GeV暗物质介质或排除大部分模型参数空间。可见通道搜索还包括对Atomki实验观察到的$^8$ Be异常的起源的澄清。NA 64合作的进一步目标是扩大其搜索范围,提议使用CERN M2束线上的μ子束,该提议将重点关注搜索主要与μ子弱耦合的新标量或矢量态的独特可能性,例如L $_μ$ - L $_τ$对称性的新Z $_μ$规范玻色子,这可能解释长期存在的μ子(g-2)$_μ$异常。它还将包括搜索Z $_μ$作为暗物质产生的载体媒介。在物理超越对撞机(PBC)研究的常规束工作组中,提出了几个在CERN北区的μ子束线(M2)项目。不同的实验要求和小组进行的各种技术可行性研究将与2016-2018年NA 64电子束运行的综合结果,其未来计划和μ子提案及其计划的搜索一起提交。
2019-09-10 hep-ex
Hadron Spectroscopy with COMPASS at CERN
COMPASS强子计划的目的是研究光夸克强子谱,特别是寻找杂化和胶球的证据。COMPASS是CERN SPS的一个固定目标实验,具有高动量分辨率,大接受度,粒子识别和量热的两级光谱仪。在2004年的一次短期试验中,观察到了一个自旋奇异态,其中$J^{PC} = 1^{-+}$与有争议的$\pi1(1600)$一致。此外,低动量传递下的库仑产生数据也为手征微扰理论提供了检验。在2008年和2009年期间,利用强子束收集了世界领先的数据集,目前正在对其进行分析。大的统计量允许将数据彻底分解为部分波。COMPASS强子数据跨越了广泛的通道,并揭示了QCD的几个不同方面。
2011-12-02 hep-ex
Search for pseudoscalar bosons decaying into $e^+e^-$ pairs in the NA64 experiment at the CERN SPS
我们报告的结果,寻找一个轻的赝标量粒子$a$耦合到电子和衰变到$e^+e^-$使用高能CERN SPS H4电子束执行。如果这种质量为$\simeq 17$ MeV的赝标量存在,它可以解释ATOMKI异常。我们使用了在“可见模式”配置中收集的NA 64数据样本,其总统计量对应于2017年和2018年的$8.4\times 10^{10}$靶上电子(EOT)。为了提高对小耦合参数$ε$的灵敏度,我们还使用了2016-2018年在NA 64的“不可见模式”配置中收集的数据,总统计量对应于$2.84\times 10^{11}$ EOT。在背景和效率估计的意义上对这些数据样本进行了彻底的分析,并在我们以前的论文中报告了光矢量粒子和类轴子粒子(ALP)的搜索。在这项工作中,我们重新计算的信号产额,这是不同的,由于不同的截面和寿命的赝标量粒子$a$,并执行一个新的统计分析。结果,排除了质量范围为1至17.1 MeV的二维参数空间$m_a - ε$的区域。在ATOMKI异常的质量下,排除了在$2.1 \times 10^{-4} < ε< 3.2 \times 10^{-4}$范围内的$ε$值。
2021-11-19 hep-ex
Searches for Dark Matter in ATLAS
虽然暗物质的存在已被许多天文测量所证实,但它的性质仍然是粒子物理学中未解之谜。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)所达到的前所未有的能量使得人们能够在寻找新现象的过程中探索以前无法达到的运动学机制。综述了最近在LHC上用ATLAS探测器搜索暗物质的情况,并讨论了用有效场论和简化模型对结果的解释。由ATLAS搜索设置的排除限制进行比较,从直接的暗物质探测实验的约束。
2017-08-31 hep-ex
A Brief History for the Search and Discovery of the Higgs Particle: A Personal Perspective
1964年,一种新的粒子被几个团体提出来回答基本粒子的质量来自哪里的问题;这种粒子通常被称为希格斯粒子或希格斯玻色子。2012年7月,这个希格斯粒子终于在实验中被发现,这是由ATLAS合作组织和CMS合作组织使用欧洲核子研究中心的大型强子对撞机完成的壮举。这篇评论的目的是给出我个人对自80年代以来对这种粒子的实验研究的简要历史的看法,并最终在2012年发现它。除了早期的搜索,在欧洲核子研究中心的LEP对撞机,费米实验室的Tevatron对撞机,和欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的搜索进行了详细的描述。希格斯玻色子玻色子的实验发现通常被认为是粒子物理学在过去半个世纪中最重要的进展之一,并简要讨论了一些可能的影响。本文根据作者于2014年6月23-27日在新加坡南洋理工大学举行的第八届全球华人物理学家联席会议“OCPA 8国际物理教育和前沿物理会议”上的发言进行综述。
2014-10-19 hep-ex physics.hist-ph
The OPERA experiment: a direct search of the $ν_μ\longrightarrow ν_τ$ oscillations
OPERA实验的目的是在CERN(CNGS)产生的准纯μ子中微子束中寻找τ中微子的出现。该探测器安装在距离CERN 730公里的Gran Sasso地下实验室,由铅/乳胶靶和电子探测器组成。在2007年进行了短暂的试点运行之后,2008年6月至11月进行了第一次物理运行。第二次物理运行于2009年6月开始。目前,CNGS总共(2008+2009年)向目标输送了4.2 10个$^{19}$质子,在OPERA探测器中产生了25,000多个时间符合事件。其中在探测器的目标上发生了约4000个事件。本文介绍了检测器和分析策略,并讨论了2008年和2009年运行的分析状况。
2009-10-19 hep-ex
The search for solar axions in the CAST experiment
欧洲核子研究中心的CAST(欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜)实验寻找能量在keV范围内的太阳轴子。轴子可能是在太阳的核心通过热光子与强电磁场的虚光子的相互作用而产生的。在这个实验中,太阳轴子可以在9特斯拉超导磁体的横向场中重新转换为光子。在10米长的偶极磁体的两端安装了三个不同的X射线探测器,它们在感兴趣的光子能量范围内灵敏。2004年数据分析的初步结果如下:g $_{aγ}<0.9\times10^{-10}$ GeV $^{-1}$ at 95% C. L.对于轴子质量m $_{a} <$ 0.02 eV。在2005年年底,数据开始采取与缓冲气体的磁铁管道,以扩大灵敏度轴子质量高达0.8 eV。
2006-05-15 hep-ex
Event-by-Event Search for Charged Neutral Fluctuations in Pb - Pb Collisions at 158-A-GeV
从WA 98实验在CERN SPS获得的数据分析的结果已提交。某些事件已被过滤,这些事件在带电粒子和光子多重性探测器的重叠区域内的有限$η-ϕ$区域中显示光子过剩。
2003-07-02 hep-ex
A primary electron beam facility at CERN -- eSPS Conceptual design report
本文介绍了欧洲核子研究中心一次电子束装置的设计。这项研究是在更广泛的物理学超越对撞机研究的框架内进行的。它重新启用超级质子同步加速器(SPS)作为电子加速器,并利用紧凑型线性对撞机(CLIC)技术的开发投资,用于其注入器和加速器研究和开发基础设施。该设施将与2020年欧洲粒子物理战略更新中的几个关键优先事项相关,例如电子-正电子希格斯工厂,加速器研发,暗区物理学和中微子物理学。此外,它还可以用于核物理实验。由该设施提供的电子束将提供对光暗物质产生的访问,其显著超出热暗物质起源所预测的目标,并且对于直接检测实验无法访问的暗物质粒子的性质。它还将使电子-核测量对于精确模拟中微子-核相互作用的能量依赖性至关重要,这是精确测量作为能量函数的中微子振荡所必需的。该设施的实施是X波段高梯度加速技术发展的自然下一步,这是紧凑和具有成本效益的电子/正电子直线加速器的关键技术。它也将成为唯一一个拥有多GeV驱动束和真正独立的电子见证束的设施,用于等离子体尾场加速。第二阶段能够提供正电子见证聚束将使其成为等离子体尾场对撞机研究的完整设施。[...]
2020-12-21 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Possible Formation of QGP-droplets in Proton-Proton Collisions at the CERN Large Hadron Collider
质子-质子(pp)碰撞在超相对论能量下的重离子碰撞中,传统上被用作寻找物质去束缚态的基线测量。在欧洲核子研究实验室(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上可获得的前所未有的碰撞能量,照亮了理解强子碰撞中这种部分自由度的去限制物质的液滴可能形成的新挑战,特别是在高多重性事件中。与π介子相比,多奇异粒子的增强,集体性的程度,与重离子碰撞相当的冻结温度,对高多重性事件的长程脊状结构的观察是这个方向的一些实验观察。在这篇文章中,我们讨论了一些实验观测值和概述新的理论方向,以了解探索在大型强子对撞机pp碰撞中形成QGP液滴的可能性。
2019-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex