FASER 对长寿命粒子的物理探测范围
高能物理 - 唯象学
2019-05-22 v3 高能物理 - 实验
摘要
FASER（ForwArd Search ExpeRiment，前向搜索实验）是一项拟议的、致力于在 LHC 搜寻轻量、极弱相互作用粒子的实验。此类粒子可能在 LHC 的高能碰撞中产生，并穿过混凝土与岩石长距离传播而不发生相互作用。它们随后可能在位于 ATLAS 相互作用点下游 480 m 处的 FASER 中衰变为可见粒子。本工作中我们简要描述 FASER 探测器布局与潜在背景的状态。继而给出 FASER 对大量长寿命粒子模型的灵敏度探测范围，将先前结果更新为统一的探测器假设集合，并分析新模型。特别地，我们考虑所有可重整门户相互作用，导致暗光子、暗希格斯玻色子与重中性轻子（HNLs）；轻 B-L 与 规范玻色子；通过不可重整算符主要耦合于光子、费米子与胶子的类轴子粒子（ALPs）；以及具有类 Yukawa 耦合的赝标量。我们发现 FASER 及其后续 FASER 2 拥有完整的物理计划，在所有这些模型中均具发现灵敏度，并可能对粒子物理与宇宙学产生深远影响。
引用
@article{arxiv.1811.12522,
title = {FASER's Physics Reach for Long-Lived Particles},
author = {FASER Collaboration and Akitaka Ariga and Tomoko Ariga and Jamie Boyd and Franck Cadoux and David W. Casper and Yannick Favre and Jonathan L. Feng and Didier Ferrere and Iftah Galon and Sergio Gonzalez-Sevilla and Shih-Chieh Hsu and Giuseppe Iacobucci and Enrique Kajomovitz and Felix Kling and Susanne Kuehn and Lorne Levinson and Hidetoshi Otono and Brian Petersen and Osamu Sato and Matthias Schott and Anna Sfyrla and Jordan Smolinsky and Aaron M. Soffa and Yosuke Takubo and Eric Torrence and Sebastian Trojanowski and Gang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12522},
year = {2019}
}