LHC 上质子保持完整的光子 - 光子散射：从标准模型到新物理

我们讨论了大型强子对撞机（LHC）上由标准模型（SM）和新奇带电粒子诱导的光子 - 光子散射的发现潜力。我们的模拟依赖于 CMS 和 ATLAS 计划中的前向探测器对完整质子的探测。任何自旋为 $1/2$ 和 $1$ 的带电粒子产生的全四光子振幅，包括涉及轻子、夸克和 $W$ 玻色子圈的标准模型过程，均已在前向物理蒙特卡洛生成器中实现。我们的方法提供了对大质量带电粒子的模型无关界限，仅由新粒子的自旋、质量和“有效电荷”$Q_{\rm eff}$ 参数化。我们发现，在 LHC 上积分亮度为 $300~\rm fb^{-1}$ 时，可以发现有效电荷 $Q_{\rm eff}=4$ 的新带电矢量玻色子（费米子），其质量上限可达 $m=640~\rm GeV$（$m=300~\rm GeV$）。我们还讨论了对中性粒子（如强相互作用重 dilatons 和弯曲 Kaluza-Klein 引力子）的灵敏度，其效应在多 TeV 质量范围内可能被探测到。