SHADOWS（利用 SPS 搜索隐藏与暗物体）

我们提出了一项新的束流收集实验 SHADOWS，以搜索 400 GeV 质子束与高 Z 材料收集块相互作用可能产生的各种弱相互作用粒子。SHADOWS 将使用从 CERN SPS 提取的 400 GeV 主质子束（目前服务于 CERN 北区的 NA62 实验），并在 P42 束流线以束流收集模式运行时进行离轴数据采集。SHADOWS 每年可在靶上累积多达约 $2 \times 10^{19}$ 个质子，并在宇宙学和天体物理观测允许的参数空间中，将 MeV-GeV 质量范围内各种 FIPs 的探索范围远超现有水平。迄今为止，新的弱相互作用轻粒子与标准模型粒子相互作用强度的最强界限仅存在于 K 介子质量以下；超过该阈值后界限显著减弱。SHADOWS 能够在这一仍未被充分探索的领域中迈出重要一步，如果它们的质量介于 K 介子与美夸克质量之间，则有可能发现它们。如果未发现信号，SHADOWS 将在相同质量范围内，根据模型和场景的不同，将其与 SM 粒子的耦合限制推高一至四个数量级。