LHC 上的长寿命 Stau 与位移轻子

由于 LHC 上的大多数搜索都聚焦于 prompt 信号，特定的长寿命粒子有可能被 ATLAS 和 CMS 中原本系统性的新物理项目所忽略。尽管在许多情况下长寿命超粒子现已受到现有奇异搜索的严格约束，我们指出，以 stau 作为次轻超粒子（NLSP）的规范介导模型这一极具动机的模型受到的关注较少。我们重新诠释 LHC 对重稳定带电粒子、消失径迹以及具有大冲击参数的异味轻子的搜索，以评估对包含 NLSP stau 的多种能谱的当前约束，并发现由自然性所驱动的部分参数空间在实验上仍未被探索。我们进一步注意到当前实验搜索项目中的一个漏洞：具有大冲击参数的同味轻子规避了现有的长寿命物体搜索套件。这一漏洞尤为值得注意，因为在 prompt 新物理搜索中对位移轻子的否决可能会系统性地丢弃此类事件。我们讨论了几种可展现同味位移轻子的具动机模型：具有共 NLSP sleptons 的规范介导、扩展规范介导、R 宇称破坏，以及在早期宇宙物质主导时期冻结进入的轻子味暗物质。为填补此漏洞，我们提出了对 CMS 大冲击参数轻子搜索的一个直接扩展，并预估了在 13 TeV 下对这些情景的灵敏度。在整个分析中，我们强调了几种方法，借此 LHC 对奇异长寿命物体的搜索有可能提高其对源自规范介导及更 beyond 的位移轻子的灵敏度。