SHIFT@LHC：大型强子对撞机中固定靶上的偏移相互作用搜索新物理
高能物理 - 唯象学
2024-11-05 v3 高能物理 - 实验
摘要
具有非常小的标准模型 粒子耦合且在衰变前可travel显著距离的低质量粒子是解决现代物理学中一些最具挑战性问题的有趣候选对象。本文提出通过在CMS相互作用点约160米处安装称为SHIFT的气体固定靶来扩展LHC的研究计划。当LHC质子束与该靶发生碰撞时，将发生以约113 GeV为对称能的相互作用。由此产生的粒子或其衰变产物会穿过岩石和其他材料，潜在到达CMS探测器，在此被注册和研究。这种方法由于不需要构建新探测器即可相对低成本地覆盖原本未覆盖的参数相空间。文中研究了诸多方面，如角度和寿命覆盖范围或材料存活概率。结果在暗光子和隐藏 Valley情景中分别与CMS的标准质子-质子物理计划进行比较，并与LHCb的固定靶计划以及诸如FASER或MATHUSLA等寄生探测器进行了比较。获得的结果表明，尽管仅将约1%的 nominal CMS 亮度用于SHIFT，但对于暗光子（隐藏 Valley）情景，物理覆盖范围可提高最高可达150（1000）倍，具体取决于信号模型参数。
引用
@article{arxiv.2406.08557,
title = {SHIFT@LHC: Searches for New Physics with Shifted Interaction on a Fixed Target at the Large Hadron Collider},
author = {Jeremi Niedziela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.08557},
year = {2024}
}