关于在 LHC 上搜寻 GeV 尺度长寿命粒子的挑战
高能物理 - 唯象学
2021-04-23 v2 高能物理 - 实验
摘要
许多暗物质模型预言了长寿命粒子（LLPs），它们可以在 LHC 上产生显著的特征信号。然而，现有的 displaced vertex（位移顶点）搜寻主要针对重 LLPs。在这项工作中，我们表明这种偏向严重影响了它们对 GeV 尺度质量 LLPs 的灵敏度。为说明这一点，我们考虑两个具有轻 LLPs 且强子衰变的暗 sector（暗 sector）模型：一个具有长寿命奇异介子的强相互作用暗 sector，以及一个具有长寿命暗 Higgs 玻色子的 Higgsed 暗 sector。我们研究了现有 ATLAS 位移顶点与 missing energy（缺失能量）搜寻在这两个模型中的灵敏度，发现当前的径迹和顶点截断对轻 LLPs 效率极低。为弥补当前搜寻方案中的这一缺口，我们建议对顶点重建和分析截断进行两种可能的修改。我们计算了这些修改的预计排除极限，并表明它们大大增强了对低质量或短衰变长度 LLPs 的灵敏度。
引用
@article{arxiv.2011.06604,
title = {On the challenges of searching for GeV-scale long-lived particles at the LHC},
author = {Elias Bernreuther and Juliana Carrasco Mejia and Felix Kahlhoefer and Michael Krämer and Patrick Tunney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06604},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 9 figures; v2 matches published version