前言：大型强子对撞机中长寿命粒子搜索
高能物理 - 实验
2025-08-27 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
标准模型 (SM) 未能解释许多问题（如夸克质量、暗物质及物质-反物质不对称等），这些问题可能通过超出标准模型 (BSM) 的新粒子得到解决。新粒子尚未被观察到的原因或许可以解释为其质量过高或与 SM 粒子的耦合极小。后者意味着长寿命。此类长寿命粒子 (LLP) 将具有与 SM 粒子不同的信号。 central 区域的搜索由大型强子对撞机通用实验覆盖。远离相互作用点 (IP) 的前向小角区域尚未探索。此类粒子将具有大能量 = (1~TeV) 和洛伦兹时间膨胀因子 ，从而导致长衰落距离。已提出一类专为 LLP 搜索在前向区域设计的专用 LHC 检测器。其中，FASER 已投入运行，FACET 正在考虑于距离 IP5（CMS 交叉口）100 米处部署。然而，FACET 的某些特征需要特殊扩大的束管，无法在 Run 4 实施。在本研究中，我们探讨了可与标准 LHC 束管兼容的 HL-LHC Run 4 的简化版本检测器 PREFACE。进行了真实的 Geant4 模拟并评估了背景。对 PREFACE 几何结构的初步分析表明，多个显著通道可被访问，灵敏度相当于 FACET 和其他 LLP 搜索。
引用
@article{arxiv.2502.14598,
title = {PREFACE: A search for long-lived particles at the Large Hadron Collider},
author = {B. Hacisahinoglu and S. Ozkorucuklu and M. Ovchynnikov and M. G. Albrow and A. Penzo and O. Aydilek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14598},
year = {2025}
}