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 charged long-lived particles at the Future Circular Collider (FCC-ee)
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Universität Hamburg（汉堡大学）
研究GMSB模型中长寿命stau粒子在FCC-ee上的产生，通过扭结径迹和离位顶点特征分析其发现潜力。
2026-10-16 hep-ex hep-ph
HECATE: A long lived particle detector concept for the FCC-ee or CEPC
下一代的圆形高能对撞机预计将是轻子对撞机，FCC-ee在欧洲核子研究中心或CEPC在中国。然而，土木工程的概念预见到这些对撞机将配备比轻子对撞机所需的更大的探测器洞穴，这样它们就可以用于强子对撞机，而无需进一步的土木工程。这为在洞穴壁上安装额外的仪器，在轻子对撞机上寻找新的长寿命粒子提供了可能性。我们用重中性轻子的例子表明，这样的装置可以提高灵敏度的平方混合参数几乎半个数量级。
2021-06-29 hep-ex hep-ph physics.ins-det
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
Spin rotation and depolarization of high-energy particles in crystals at Hadron Collider (LHC) and Future Circular Collider (FCC) energies and the possibility to measure the anomalous magnetic moments of short-lived particles
我们在强子对撞机（LHC）和未来圆形对撞机（FCC）的高能范围内研究晶体中高能粒子的自旋旋转和去极化现象。结果表明，这些现象可以用来测量在这个能量范围内的短寿命粒子的反常磁矩。我们还证明了晶体中的粒子自旋去极化现象提供了测量带负电荷粒子（例如，美重子），与带正电的粒子相比，由于更快的去跃迁，其沟道效应受到阻碍。具有极化核的直或弯曲晶体中的粒子的双折射可用于高能粒子的极化及其分析。
2015-04-25 hep-ph physics.acc-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
Probing Dark Matter freeze-in with long-lived particle signatures: MATHUSLA, HL-LHC and FCC-hh
对长寿命粒子的对撞机搜索产生了一个有希望的途径来探测通过母粒子的衰变冻结产生的暗物质。本文以标准模型希格斯粒子冻结暗物质为例，分析了在大型强子对撞机及更远的地方，从中性母粒子的衰变中探测冻结暗物质的参数空间的前景。我们得到的投影灵敏度的建议MATHUSLA表面探测器（MATHUSLA 100和MATHUSLA 200配置）的长寿命粒子搜索冻结在暗物质参数空间，并研究其互补性的搜索由ATLAS和CMS在HL-LHC，以及与宇宙学的约束的相互作用：大爆炸核合成和莱曼- $α$森林观测。然后，我们分析的灵敏度，将来自未来的100 TeV的$pp$对撞机内的前向探测器的改进。此外，我们还讨论了几个技术方面的目前的暗物质冻结的情况下：电弱相变的作用;列入热质量，这是以前被忽视的冻结从衰变研究; $2\to 2$散射过程的影响上的暗物质遗迹丰度;和冻结和超级WIMP暗物质生产机制之间的相互作用。
2019-08-29 hep-ph
Left-Right Symmetry at FCC-hh
本文研究了未来 100 TeV 强子对撞机中右手 $W_R$ 玻色子和重中微子的产生，分析了 $W_L-W_R$ 混合效应，并评估了在 3/ab 亮度下两通道的 $3\sigma$ 探测极限达 35 和 37 TeV，同时探讨了与无中微子双贝塔衰变等宇宙学限制的关联。
2023-07-24 hep-ex hep-ph
Sensitivity of the FCC-ee to the decay of a dark photon into a $μ^+μ^-$ pair
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
Probing Long-Lived Photophobic Axion-Like Particles via Prompt Leptons and Mono-$γ$ at FCC-ee and CEPC
本文研究在FCC-ee和CEPC的Z极点运行中通过瞬发轻子和单光子末态探测厌光类轴子粒子，利用XGBoost分类器估计灵敏度，联合轻子道可探测能标$\Lambda$达10-700 TeV，单光子道对轻质量ALP可达2000 TeV。
2025-09-22 hep-ph
Forward Searches for Heavy Neutrinos and $Z'$ Bosons at FCC-hh
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）
研究在FCC-hh的前向物理设施中，通过长寿命粒子信号探测重中微子和$Z'$玻色子，评估事件率并推导灵敏度，扩展了对轻长寿命重中微子和轻$Z'$玻色子的发现能力。
2026-06-25 hep-ph
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
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
Searching for type I seesaw mechanism in a two Heavy Neutral Leptons scenario at FCC-ee
本文研究在FCC-ee上通过I型跷跷板机制搜索两代重惰性中微子，利用快速模拟和运动学选择提高灵敏度，证明其能探测其他实验无法触及的相空间区域。
2025-04-24 hep-ex hep-ph
Probing Long-lived Particles at Higgs Factories
在CEPC和FCC-ee的Higgs-portal模型和neutral-naturness模型下，研究了来自奇异Higgs衰变的长寿命粒子（LLP）的位移顶点特征，这两种模型具有两个代表性的LLP质量范围，它们在衰变特征中表现出非常不同的行为。希格斯门模型包含一个非常轻的亚GeV标量玻色子，它来自附加在标准模型上的单重标量场。这样的轻标量LLP衰变成一对μ子或π子，由于亚GeV的质量，产生了准直μ子喷流或π子喷流的独特特征。另一方面，中性自然度模型，例如，折叠超对称性，预测质量$O(10)$ GeV的最轻的镜像胶球，由于相对较大的质量，产生具有较大横向碰撞参量的长衰变。利用这种独特的特性，以消除背景，我们估计的灵敏度搜索轻标量玻色子和镜像胶球在CEPC和FCC-ee。我们发现无论是补充或更强的覆盖范围相比，以前的结果在类似的上下文中。
2020-01-23 hep-ph
Unravelling the left-right mixing using $0νββ$ decay and collider probes
在最小左右对称模型的背景下，我们研究了当前和未来的无中微子双β（$0νββ$）衰变实验，长寿命粒子搜索在大型强子对撞机的主要探测器ATLAS/CMS，和建议的远探测器MATHUSLA之间的相互作用。重的马约拉纳中微子可以与$W$玻色子衰变产生的非零左右混合的电子相关联，随后衰变为具有相同电荷和喷流的另一个电子。由于大的右手荷电规范玻色子$W_R$质量的抑制，重中微子可能是长寿命的。我们表明，长寿命粒子（LLP）搜索重马约拉纳中微子在同号双轻子通道在大型强子对撞机可以用来扩展$W_R$玻色子的质量范围相对于Keung-Senjanovic（KS）过程的范围。最后，我们表明，在高亮度LHC与主要探测器ATLAS/CMS的LLP搜索的灵敏度与未来的$0νββ$衰变搜索的竞争力。
2022-05-31 hep-ex hep-ph
Long-lived doubly charged scalars in the left-right symmetric model: catalyzed nuclear fusion and collider implications
本研究揭示左右对称模型中受隐藏对称性约束的轻质量长寿命双电荷标量，可催化轻核聚变并解释对撞机中的 dE/dx 超出。
2024-04-06 hep-ex hep-ph nucl-ex
Physics reach of a long-lived particle detector at Belle II
我们已经研究了三个现实的基准几何形状的一个新的远探测器GAZELLE寻找长寿命粒子在\superkekb加速器在日本筑波。新的探测器将被安置在与Belle II相同的建筑物中，并观察相同的$e^+e^-$碰撞。为了评估GAZELLE的发现范围，我们研究了三种新的预测长寿命粒子的物理模型：在τ轻子衰变中产生的重中性轻子，在$B$介子衰变中产生的轴子样粒子，以及由非弹性暗物质激发的与暗光子相关的新标量。我们没有发现显着的收益，在新的物理发现达到GAZELLE相比，美女II预测相同的最终状态。主要原因是GAZELLE的角度接受度和尺寸的实际限制，实际上使其最多与Belle II相当，尽管远探测器中的背景可以降低到低速率。在Belle II发现的情况下，长寿命粒子的远探测器将是很好的动机，因为GAZELLE内部的衰变将有助于对衰变产物的研究。根据GAZELLE的位置，对向前方向产生的长寿命轻粒子或封闭隐藏力的信号的搜索也可以从这样一个远探测器中受益。我们的一般性研究结果可以帮助指导设计的远探测器在未来的电子-正电子对撞机，如ILC，FCC-ee或CEPC。
2022-03-25 hep-ex hep-ph
Contact Interactions at Future Circular Collider based Muon-Proton Colliders
最近提出的基于未来圆形对撞机的μ子-质子对撞机将允许在最高质心能量下研究轻子-强子相互作用。在这项研究中，我们调查的潜力，这些对撞机的四费米子接触相互作用搜索。关于建设性和相消干涉的接触相互作用，我们估计发现，观察和排除限制的复合规模的左-左，右-右，左-右，右-左螺旋结构。研究结果表明，基于FCC的μp对撞机在研究四费米子接触相互作用方面具有很大的潜力。
2022-11-03 hep-ex hep-ph
Near or Far Detectors? Optimizing Long-Lived Particle Searches at Electron-Positron Colliders
本研究针对250-GeV国际直线对撞机，对比远探测器与主探测器ILD的长寿命粒子搜寻能力，发现ILD本身灵敏度优异，远探测器提升有限，结论可推广至FCC-ee、CEPC等同类对撞机实验。
2023-05-01 hep-ex hep-ph
Squark Mass Measurement in the Long-lived Stau Scenario at the LHC
在大型强子对撞机上，长寿命的斯陶假设是一个有趣的可能性。我们研究在这种情况下的夸克质量测量，特别是，我们表明，左手和右手的夸克质量都是可测量的。在超对称事件中，预计会出现多股喷流，这成为组合背景的来源。为了减少这种背景的半球分析，我们讨论的质量测量的夸克在衰变模式的左手夸克到夸克+（中性/带电）Wino和右手夸克到夸克+ Bino。
2010-12-06 hep-ph
Long-Lived BLSSM Particles at the LHC
我们研究了大型强子对撞机（LHC）上由标准模型（BLSSM）的超对称$B-L$扩展预测的中性和带电长寿命粒子（LLP）的对撞机特征。BLSSM是最小超对称标准模型（MSSM）的自然延伸，可以解释非零中微子质量。我们发现最轻的右手中微子可以是超对称粒子（LSP），而次对称粒子（NLSP）可以是最轻的左手中微子或左手中微子，它们都是超对称粒子的自然候选者.我们分析了中性LLP（最轻的左手中微子）的位移顶点签名，以及与带电LLP（左手轨道）相关的带电轨道。我们发现，我们的中性和带电的LLP的生产截面是相对较大的，即顺序${\cal O}(1)~{\rm fb}$。因此，在大型强子对撞机上探测这些粒子是相当合理的。此外，我们还发现与最轻的左手中微子相关联的位移双轻子有一个大的碰撞参量，这使它区别于其他的SM轻子。我们还强调，与左手stau相关联的带电轨道具有大的动量和缓慢移动的带电轨道，因此它不同于SM背景，因此它可以在LHC上访问。
2018-11-27 hep-ph
Long-lived heavy neutral leptons at lepton colliders as a probe of left-right symmetric models
本文首次评估FCC-ee、CEPC、ILC、CLIC及μ子对撞机利用长寿命重中性轻子的位移顶点和即时信号探测LRSM特征标度的能力。
2024-03-01 hep-ph
Long Lived Light Scalars as Probe of Low Scale Seesaw Models
我们指出，在一般的TeV尺度跷跷板模型的中微子质量与本地$B-L$对称性破缺，有一个唯象允许的参数范围内负责$B-L$对称性破缺的希格斯场离开一个物理实标量场的质量约GeV规模。这个粒子（这里用$H_3$表示）与标准模型希格斯场（$h$）弱混合，混合$θ_1\lesssim m_{H_3}/m_h$，除非微调抵消。在特定的情况下，当$B-L$对称性嵌入到TeV尺度左右跷跷板的情况下，我们表明，$h-H_3$混合$θ_1$的界限变得进一步加强，由于低能量的味道约束，从而迫使光$H_3$是长寿的，在大型强子对撞机的位移顶点信号。左右TeV尺度跷跷板模型的性质是使$H_3$衰变为双光子为主模。这与一般的光标量不同，它与SM希格斯玻色子混合，后者也可能有轻子和强子衰变模式，强度相当或更大。我们讨论了这个新的标量场在大型强子对撞机的生产，并表明它导致可测试的位移顶点信号的准直光子射流，这是一个新的显着特点的左右跷跷板模型。我们还研究了一个更简单的版本的模型，其中$SU(2)_R$打破规模是远远高于${\cal O}$（TeV）$U(1)_{B-L}$打破规模，在这种情况下，生产和衰变的$H_3$进行不同的，但其长寿命的功能仍然保留了很大的参数范围。因此，寻找这种长寿命的轻标量粒子提供了一种新的方式来探测TeV尺度的跷跷板模型的中微子质量在对撞机。
2017-08-08 hep-ex hep-ph
New Physics Opportunities for Long-Lived Particles at Electron-Proton Colliders
未来的电子-质子对撞机提案，如LHeC或FCC-eh，可以提供1/ab的碰撞，质心能量在TeV范围内，同时保持清洁的实验环境，通常与轻子对撞机相关。我们指出，这使得电子质子对撞机非常适合探测BSM签名与最终状态，看起来像“强子噪声”在高能量，堆积丰富的环境中的强子对撞机。我们专注于通用的矢量玻色子融合生产机制，这是可用于所有的BSM粒子的电弱电荷在质量尺度远高于大多数轻子对撞机的范围。这是在这些机器上，集中在BSM过程与大的生产率从不对称的初始状态的BSM研究以前的对比。我们建议利用独特的实验环境中寻找长寿命的粒子信号所产生的希格斯或异国情调的希格斯衰变。在电子-质子对撞机上，长寿命希格斯玻色子的软衰变产物可以被明确地重建（“位移单π介子”），并且可以探测非常短的寿命。我们发现，电子-质子对撞机可以探索BSM参数空间的显着区域无法访问其他对撞机搜索，具有重要意义的设计这样的机器。
2017-12-19 hep-ph
Heavy Neutral Leptons without Prejudice
该研究以模型无关方式解耦混合角与汤川耦合，系统评估HL-LHC、FASER及FCC-ee对惰性重中微子瞬发、位移和长寿命衰变的探测灵敏度，揭示精确希格斯测量与位移搜索的关键作用。
2025-04-11 hep-ex hep-ph
LAYCAST: LAYered CAvern Surface Tracker at future electron-positron colliders
Wuhan University of Technology（武汉理工大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
LAYCAST是一种用于未来电子-正电子对撞机的分层洞壁表面追踪器，旨在提升对长寿命粒子的探测灵敏度。
2026-02-17 hep-ex hep-ph
Heavy neutrino-antineutrino oscillations at the FCC-ee
本研究分析 FCC-ee 上重中微子-反中微子振荡对 HNL 末态分布、前后不对称性及衰变电荷比的影响，指出模拟中应纳入该效应。
2023-08-14 hep-ph
Displaced vertex signature of type-I seesaw
一类新的物理模型中包含了长寿命的单态粒子，它们在标准模型（SM）规范群下是单态的，在高能对撞机上，位移顶点是探测这类粒子产生的一个引人注目的特征，而SM本底可以忽略不计。在最小规范$B-L$扩展的SM的背景下，我们考虑了在高能对撞机上通过SM和$B-L$希格斯玻色子的产生以及它们随后衰变成Majorana右手中微子（RHN）的过程。利用再现中微子振荡数据的参数，我们证明了RHN是长寿命的，并且在下一代位移顶点搜索实验中，如HL-LHC，MATHUSLA，LHeC和FCC-eh中，可以观察到RHN的位移顶点特征，我们发现RHN的寿命受最轻中微子质量的控制，这导致了位移顶点搜索与未来无中微子双β衰变实验的搜索极限之间的相关性。
2018-06-07 hep-ex hep-ph
Testing Leptogenesis and Seesaw using Long-lived Particle Searches in the $B-L$ Model
本文研究最小 $B-L$ 规范模型中 $Z^\prime$ 诱导的右手中微子产生，指出 FCC-hh 的长寿命粒子搜索可同时检验共振轻子生成与跷跷板机制。
2024-08-08 hep-ph
Phenomenology of Long-Lived Dark Photons and Axion-Like Particles in a Mixed Portal Framework
Istanbul University（伊斯坦布尔大学）
研究混合门户框架下暗光子和类轴子粒子通过级联衰变产生长寿命多光子信号的现象学，推导衰变宽度和分支比，并区分标准模型主导和级联主导区域。
2026-06-29 hep-ph
Displaced Photon Signal from a Light Scalar in Minimal Left-Right Symmetric Model
我们指出，在TeV尺度跷跷板的最小左右实现中，右手$SU(2)_R$破缺扇区的中性标量可能比右手尺度轻得多.首次讨论了低能味观测量对该粒子的约束，发现光标量必然是长寿命的。我们表明，它可以通过准直光子射流的位移信号在大型强子对撞机上搜索，也可以在当前和未来的高强度实验中进行测试。与左右情况下的独特双光子信号（和相关的喷流）相反，一般的超标准模型光标量主要衰变为轻子或喷流。因此，本文提出的双光子通道为检验左右框架和揭示中微子质量产生机制提供了一条新的途径。
2017-05-31 hep-ex hep-ph
Double heavy quarkonia production with color-octet channels at Z factory and at the CEPC/FCC-ee
本文在NRQCD框架下计算了未来Z工厂和CEPC/FCC-ee上包含色八重态通道的双重重夸克偶素遍历产生，发现色八重态贡献显著且相对论修正明显，并给出了具体事件数估计。
2025-01-26 hep-ph
Probing the Higgs Sector of the Minimal Left-Right Symmetric Model at Future Hadron Colliders
如果中微子质量来自TeV尺度的最小左右跷跷板模型，那么随之而来的中性、单电荷和双电荷标量的扩展希格斯扇区对未来强子对撞机（如$\sqrt s=14$ TeV高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）和拟议中的$\sqrt s=100$ TeV对撞机（FCC-hh或SPPC））在标准模型之外寻找新的希格斯玻色子具有过多的意义。在这篇文章中，我们提供了一个在希格斯部门的新物理一瞥。我们的讨论集中在最小的非超对称版本的左-右模型与高规模的宇称破缺，但TeV规模的$SU(2)_R$ -破缺，一个理想的属性，以抑制第二类跷跷板贡献中微子质量。我们分析了该模型中物理希格斯玻色子的质量和耦合，并讨论了它们在强子对撞机上的主要产生和衰变模式。我们确定了最好的发现渠道为每个非SM希格斯玻色子玻色子和估计预期的SM背景在这些渠道，以获得新的希格斯部门在未来的强子对撞机的灵敏度达到讨论。按照一个相当保守的方法，我们估计，重希格斯部门可以有效地探测高达15 TeV的$\sqrt s=100$ TeV的机器。我们还讨论了如何LR希格斯部门可以从其他扩展希格斯部门区分。
2016-04-19 hep-ex hep-ph
Revisiting the LHC reach in the displaced region of the minimal left-right symmetric model
我们在左右对称理论的背景下，在大型强子对撞机（LHC）上重新审视了长寿命无菌中微子$N$的发现前景。我们专注于位移顶点搜索策略敏感的$\mathcal{O}$（GeV）中微子质量产生的右手$W_{R}$玻色子。考虑了$W_{R}$的壳内和壳外Drell-Yan产生。我们将到达估计为$m_{N}$和$m_{W_{R}}$的函数。在$\sqrt{s}=13$ TeV和300/fb的积分亮度下，LHC可以探测到高达$\sim 30$ GeV和$m_{W_{R}}$约6 TeV的中微子质量。在3000/fb和$m_{N}\sim 45$ GeV的情况下，达到11.5 TeV。这代表着相对于早期工作，灵敏度提高了2倍。
2019-05-22 hep-ex hep-ph
Can LLP detectors probe the reheating temperature? A case study of vector dark matter
Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Millennium Institute for Subatomic Physics at the High Energy Frontier (SAPHIR)（高能前沿亚原子物理千年研究所 (SAPHIR)）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
本文研究了包含暗矢量DM候选者V_μ和长寿命标量ϕ的扩展模型，探讨了在不同再加热温度下DM的冻结-in产生机制，并通过LHC和FCC-hh实验分析LLP探测对再加热温度的约束。
2026-09-16 hep-ph
Characterisation at the HL-LHC of Long-lived Heavy Neutrinos in Gauge Extensions of the Standard Model
Uppsala University（乌普萨拉大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Universität Bielefeld（比勒费尔德大学）
该研究探讨在标准模型规范扩展的左右对称模型和$U(1)_{B-L}$模型中，如何利用HL-LHC探测长寿命重中微子的信号并表征其质量、宽度和量子数等性质。
2026-07-30 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
Sampling the $μν$SSM for displaced decays of the tau left sneutrino LSP at the LHC
在$μν$ SSM的框架内，预计在大型强子对撞机上，一个移位的双轻子信号来自于一个τ左中微子的衰变，它是最轻的超对称粒子（LSP），质量在$45 - 100$ GeV范围内。我们比较了这种情况下的预测与ATLAS搜索长寿命粒子使用位移轻子对在$pp$碰撞，考虑优化的触发要求，通过一个高级别的触发器，利用跟踪器信息。分析是在一般情况下进行的三个家庭的右手中微子超场，其中所有的中微子得到贡献，他们的质量在树的水平。为了分析参数空间，我们使用似然数据驱动方法对具有适当衰变长度$cτ> 0.1$ mm的τ左中微子LSP的$μν$ SSM进行采样，并特别注意再现中微子和Higgs物理学的当前实验数据，以及味观测值。在$μν$ SSM中，中微子是特殊的，因为它的耦合必须被选择，以便再现中微子振荡数据。我们发现，参数空间的重要区域可以在大型强子对撞机运行3探测。
2019-11-08 hep-ex hep-ph
Radiative Neutrino Mass in Alternative Left-Right Model
本文提出了一个没有双曲标量场的交替左右模型中的辐射跷跷板模型，其中标准模型中的所有费米子质量都是通过树水平上的正则跷跷板机制产生的.另一方面，观测到的中微子质量是在双圈水平上产生的。在本文中，我们专注于中微子部门，并显示如何诱导活跃的中微子质量。然后，我们讨论了观测到的中微子振荡，从轻子味违反的约束，新的μ子异常磁矩的来源，一个长寿命的暗物质候选人与keV尺度的质量，和对撞机物理。
2017-01-16 hep-ph
Constraints on long-lived light scalars with flavor-changing couplings and the KOTO anomaly
最近，J-PARC的KOTO实验在变味稀有衰变$K_L \to π^0 ν\barν$中观察到了三个异常事件，这表明相应的分支比比标准模型（SM）预测的大了几乎两个数量级。以这个有趣的结果在面值，我们探索其可行的解释的长寿命的光SM-单线态标量（$S$）的发射，即$K_L \to π^0 S$，与$S$衰减的KOTO检测器外的模型的影响。我们推导出这样一个轻标量的参数空间上的约束在三个简单的模型的上下文中：（i）一个真正的单重标量扩展的SM;（ii）一个$B-L$扩展中微子质量产生通过I型跷跷板机制从$B-L$打破;和（iii）TeV尺度的左右对称模型。在模型（i）和（ii）中，解释KOTO过剩所需的变味耦合来自标量与SM希格斯场（$h$）的树级混合，而在模型（iii）中，来自$S$和$h$与重双玻色子希格斯场的中性分量的混合。考虑到在NA 62、E949、KOTO和CHARM实验中高精度搜索变味带电和中性K介子衰变的严格限制，以及对光标量的天体物理学和宇宙学限制，如超新星能量损失、大爆炸核合成和相对论自由度的限制，我们发现，光标量解释的KOTO过剩是允许在所有这些模型。部分参数范围可以在未来的NA 62和DUNE实验中进行测试。
2020-04-04 hep-ex hep-ph
Majorana Neutrino and $W_{R}$ at TeV scale $ep$ Colliders
考虑了在未来的{ \normalsize TeV}尺度$ep$对撞机上，由标准模型的左右对称扩展预言的重Majorana中微子$N_{e}$的产生.为了估计潜在的$ep$对撞机的$N_{e}$搜索，我们考虑背景的过程$e^{-}p\rightarrow e^{+}X$，这是后果的Majorana性质的$N_{e}$。结果表明，基于{ \normalsize linac-LHC}和{ \normalsize linac-FCC}的$ep$对撞机将比相应的线性正负电子对撞机覆盖更宽的$N_{e}$和$W_{R}$质量区域.
2015-02-23 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Displaced vertex searches for sterile neutrinos at future lepton colliders
我们研究了未来轻子对撞机的灵敏度位移顶点从长寿命的重（几乎无菌）中微子的衰变与电弱尺度质量和可检测的飞行时间。作为未来的轻子对撞机，我们考虑FCC-ee，CEPC和ILC，在Z极和质心能量为240，350和500 GeV的搜索。为了实际讨论探测器对位移顶点信号和标准模型背景的响应，我们考虑将ILC的硅探测器（SiD）作为未来轻子对撞机探测器的基准。我们发现，位移的顶点构成了一个强大的搜索渠道，不育中微子，敏感的平方活跃，不育的混合角小到$10^{-11}$。
2016-12-14 hep-ph
Thermal relic abundances of long-lived staus
在超对称模型中，最轻的标准模型超伙伴是长寿命的Stau，在原始核合成过程中Stau丰度受到严格限制。考虑到完整的最小超对称标准模型（MSSM）中的STAU湮灭通道的真实参数的情况下，sparticle coannihilations是可以忽略不计的，我们计算的解耦较轻的STAU从原始等离子体和识别的过程是能够耗尽产生的STAU丰度显着。我们发现特别有效的STAU湮灭在重CP-甚至希格斯玻色子的共振，并为一个较轻的STAU与一个相当大的左右混合，由于增强STAU-希格斯耦合。即使在受约束的MSSM，我们遇到这两种影响，导致异常小的值所产生的Stau丰度。对撞机现象学的前景进行了讨论，我们的研究结果可能产生的影响，强调引力子暗物质的情况。
2008-10-22 astro-ph hep-ph
Low Scale Left-Right Symmetry and Naturally Small Neutrino Mass
我们考虑了低尺度（$10$ - $100$ TeV）左右对称模型，该模型具有“自然”的小质量中微子，通过反跷跷板机制产生.为了满足夸克-轻子相似条件，狄拉克中微子质量项被取为与带电轻子和夸克的质量相似。这种反跷跷板意味着费米子单态$S$和马约拉纳质量项的存在，以及“左”和“右”希格斯二重态的存在。这些双峰为$S$提供了入口，并打破了左右对称性。逆跷跷板允许实现一个方案，其中大轻子混合起源于具有一定对称性的$S$场的Majorana质量矩阵。该模型包含重赝狄拉克费米子，由$S$和右手中微子形成，其质量在$1$ GeV - $100$ TeV范围内，可以在当前和未来的对撞机（如LHC和FCC-ee）以及SHiP和DUNE实验中搜索。它们对无中微子双β衰变的贡献是不可观测的。本文讨论了对希格斯玻色子质量的辐射修正和产生宇宙重子不对称性的可能性。每代两个单线态（$S_L$和$S_R$）的模型的修改可以提供一个可行的keV尺度的暗物质候选者。
2019-02-13 hep-ph
Light Sterile Neutrino and Dark Matter in Left-Right Symmetric Models Without Higgs Bidoublet
我们提出了一类左右对称的模型，其中狄拉克以及马约拉纳质量项的中微子可以出现在一个圈的水平在一个scotogenic的方式：与暗物质粒子内的循环。我们展示了自然光右手中微子的可能性，它在无中微子双β衰变实验和宇宙学中可能具有有趣的意义。除了一个稳定的暗物质候选人稳定的残余$Z_2$对称性，也可以有一个长寿命keV的无菌中微子暗物质在这些模型。与传统的左右模型相比，这类模型可以具有非常不同的碰撞器签名。
2016-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Discovering heavy neutrino-antineutrino oscillations at the $Z$-pole
针对$Z$极点长寿命HNL搜寻中LNV无法直接观测的问题，本文比较末态分布中的振荡可观测量，并通过Monte Carlo模拟评估分辨重中微子–反中微子振荡的参数空间。
2024-08-02 hep-ex hep-ph
Probing light sterile neutrinos in left-right symmetric models with displaced vertices and neutrinoless double beta decay
在左右对称模型有效场论框架下，研究轻质量长寿命右手中微子通过介子衰变产生及位移顶点探测。蒙特卡洛模拟表明，DUNE和SHiP等实验对右手规范玻色子质量的探测灵敏度可达25 TeV，该直接搜索方法与无中微子双贝塔衰变等间接搜索相比极具竞争力。
2025-04-02 hep-ex hep-ph
Probing a left-right symmetric model from a displaced shower at the CMS muon system
本研究通过CMS缪子系统的位移簇射搜索，在最小左右对称模型中探测长寿命右手中微子，排除了W_R质量低于3.6 TeV（当前）或8.0 TeV（HL-LHC）的区域，并扩展了标量三重态衰变过程的参数空间。
2025-09-11 hep-ph
Constraining Right Handed Gauge Boson Mass from Lepton Number Violating Meson Decays in a Low Scale Left Right Model
我们分析了TeV尺度左右对称模型中的轻子数破坏介子衰变。右手Majorana中微子$N$与右手或标准模型规范玻色子一起介导介子衰变，并且如果$N$（$M_N$）的质量位于$\sim (100\, \rm{MeV}-5\, \rm{GeV})$范围内，则提供共振增强的速率。使用LNV衰减模式事件数的预期上限$M_{1}^{+} \to\ell^{+}\ell^{+}π^{-}$ ~（$M_{1}=B, D, D_{s}, K$），我们推导出合理的约束的质量右手带电规范玻色子的未来搜索正在进行的NA 62和LHCb实验在欧洲核子研究中心，即将到来的美女II在SuperKEK，以及在拟议的未来实验，SHiP和FCC-ee，这些边界与大型强子对撞机（LHC）同号双轻子搜索的极限是互补的。预计在SHiP产生的粲介子的非常高的强度将导致一个更严格的边界，$M_{W_R}>18.4$ ~TeV（对应于$M_N=1.46$ ~GeV），比其他现有的边界从对撞机和中微子无双β衰变搜索。
2017-05-04 hep-ph
Long-lived Sterile Neutrino Searches at Future Muon Colliders
本文提出在未来高能μ子对撞机上利用U(1)_{L_μ-L_τ}对称性增强惰性中微子产生，并通过位移顶点方法搜寻长寿命左手征惰性中微子，给出可达质量与混合角探测范围。
2025-04-09 hep-ph
Probing Heavy Neutrino Magnetic Moments at the LHC using Long-Lived Particle Searches
本文提出利用LHC非指向光子的长寿命粒子搜索，探究惰性中微子的跃迁磁偶极矩，发现其对惰性-惰性偶极矩的探测灵敏度比LEP高两个数量级，对约700 GeV的活性-惰性偶极矩灵敏度极高，并结合轻子味破坏搜索可探测数TeV尺度新物理。
2024-08-28 hep-ph
Displaced vertex signatures of doubly charged scalars in the type-II seesaw and its left-right extensions
具有同位旋三重态标量$Δ_L$的II型跷跷板机制为观测到的中微子质量之小提供了最令人信服的解释之一。三重态包含一个带双电荷的组分$H_L^{\pm\pm}$，它主要衰变为同号的双轻子或一对$W$玻色子，这取决于三重态真空期望值的大小。然而，存在着一系列的汤川耦合$f_L$的三重态的带电轻子，其中一个相对轻的$H_L^{\pm\pm}$往往是长期的，从而引起不同的位移顶点签名在高能对撞机。我们发现，在高亮度LHC上，用$10^{-10} \lesssim |f_L| \lesssim 10^{-6}$和45.6 GeV $< M_{H_L^{\pm\pm}} \lesssim 200$探测到的轻子衰变$H_L^{\pm\pm} \to \ell_α^\pm \ell_β^\pm$的位移顶点信号可以探测到一个很宽的参数空间.类似的灵敏度也可以在未来的1 TeV $e^+e^-$对撞机上实现。在未来的100 TeV质子-质子对撞机上，质量范围可以扩展到大约500 GeV。类似的结论适用于TeV尺度左右对称模型中的右手三重态$H_R^{\pm\pm}$，这提供了II型跷跷板的自然嵌入。我们发现位移的顶点信号在很大程度上与LHC的同号双轻子对搜索和低能、高强度/高精度的测量（如无中微子双β衰变、带电轻子味破坏、电子和μ子反常磁矩、μ子振荡和Møller散射）是互补的。
2018-10-29 hep-ex hep-ph
Search for heavy Majorana neutrinos at electron-proton colliders
我们发展了在未来的电子-质子对撞机上通过轻子数破坏信号过程$p\, e^- \to μ^+ jjj$寻找重Majorana中微子的策略。信号和主导标准模型背景事件是用快速探测器模拟产生的。我们应用预选标准，并执行基于机器学习的多变量分析，以拒绝背景。代表性的运动学观测量的分布信号和背景的过程和影响的最终限制进行多变量分析时，通过输入两个不同的观测值进行比较。2-和5- $σ$的混合参数$|V_{\ell N}|^2$的限制预测的重中微子质量$m_N$在10 $-$ 1000 GeV的范围内。在电子束能量为60 GeV，质子束能量为7（50）TeV，积分亮度为1（3）ab $^{-1}$的LHeC（FCC-eh）中，在2- $σ$能级上，对于$\mathcal{O}(100)$附近的$m_N$，混合参数$|V_{\ell N}|^2$可以被限制在$\sim 3.0~(1.0) \times 10^{-6}$以下.该极限比目前在大型强子对撞机上对$m_N$在30 GeV以上的实验极限强得多。对正电子信号终态和长寿命重中微子的影响也作了检验和评论。
2022-07-22 hep-ex hep-ph
