强离子子碰撞器中长期存活粒子探测的新方法：$\textsf{DELIGHT-SHIELD}$ 概念

我们提出了一种根本性的变革，以便在高亮度强子碰撞器中寻找标准模型之外的长期存活粒子 (LLP)。我们引入 $\textsf{DELIGHT-SHIELD}$，这是为 100 TeV 未来圆环碰撞器在专用交互点上设计的专用探测器。通过用多层复合护盾取代探测器的内部部分，然后是跟踪体积，我们估计可通过分析方式抑制标准模型的强子和电磁背景高达七个数量级。完整的 Geant4 模拟验证了此设计的有效性。虽然实现的抑制稍低于分析估计，主要是由于护盾中次级粒子产生，但残余背景水平仍在 LLP 分析可管理的范围内。可以通过应用能量阈值以及下游探测器中的顶点和时间切片来进一步减轻。我们对比黑暗标量模型，展示了在零背景条件下，这种护盾式探测器概念能够实现对 $h\rightarrow\phi\phi$ 过程分支比率达到 $\mathcal{O}(10^{-9})$ 的灵敏度——超越通用探测器基线。这一策略不仅扩展了中性 LLP 的发现覆盖范围，也为区分新物理与标准模型穿透背景提供了严格的实验手段。我们进一步讨论了在高亮度 LHC 采用分阶段实施作为测试此新型探测概念的关键途径。