LHC 上长寿命粒子的新特征
摘要
与快速运动粒子衰变产物沿母粒子原始方向准直不同，慢速运动粒子的衰变产物分布在一个宽广的区域。在大型强子对撞机（LHC）上搜索重长寿命粒子（LLP）的背景下，我们使用几个基准模型定量地证明，由于 TeV 尺度 LLP 的衰变，从次级顶点出现的物体可以与母 LLP 的方向形成大的角间距。一部分衰变产物，即向后运动物体（\textit{BMO}s），甚至可以向后运动。这些将在 LHC 的探测器中产生显著的特征，因为这些粒子将朝向束管方向从外向内穿过探测器的不同层。基于探测器的简单几何建模，我们给出了该效应如何转化为径迹中沉积能量比例的例子，这些粒子来自远至强子量能器，以及那些可能从探测器外部进入 muon 室的粒子。最大的效应来自于在探测器内部停止的 LLP 候选者，例如停止的 -hadrons。但即使在不那么重的 LLP 和/或部分可用能量被大质量不可见子粒子带走的情况下，结果也很有希望。这促使我们更详细地研究这些不寻常的特征，并考虑到构成探测器的每一层的特殊性。从 \textit{BMO} 的角度，我们回顾了如何利用探测器的每一层，以及可以做哪些改进来增强簇射形状和定时信息等。我们还论证了宇宙射线事件这一最重要的背景可以很容易地被处理。
引用
@article{arxiv.1706.07407,
title = {Novel signatures for long-lived particles at the LHC},
author = {Shankha Banerjee and Geneviève Bélanger and Biplob Bhattacherjee and Fawzi Boudjema and Rohini M. Godbole and Swagata Mukherjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.07407},
year = {2018}
}
备注
v2; 22 pages, 4 figures, 1 table; version vastly expanded with more details; title changed to "A novel signature for long-lived particles at the LHC" in the journal version; version accepted for publication in PRD; conclusions updated