来自有或没有错过横向动量(E MISS T)的各种搜索的广泛搜索结果,用于限制一个两higgs-doublet模型(2HDM),并介导了普通和暗物质和暗物质(2HDM+ a)之间的相互作用,并介导相互作用。在2015 - 2018年期间,在大型强子对撞机的Atlas检测器记录的质子 - 质子碰撞数据中,质子 - 普罗顿碰撞数据的分析最多可消耗139 fb 1。三个最敏感搜索的结果是统计上的。这些搜索目标特征是带有巨大的t和lepton腐烂的Z玻孔;大小姐T和Higgs玻色子腐烂到底部的夸克;并分别在最终的夸克和底部夸克的最终状态下产生带电的希格斯玻色子。的约束是针对2HDM+ a中几个常见和新基准的场景得出的。2024科学中国出版社。由Elsevier B.V.和Science China Press出版。这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
与世界一流研究相关的效益和影响 CERN 的研究在粒子物理学方面取得了重要进展,包括一系列具有里程碑意义的发现,例如希格斯玻色子——40 多年前假设的粒子物理学标准模型中缺失的最后一块。CERN 取得的其他重大突破包括发现弱中性流(1970 年代)和电弱(W 和 Z)规范玻色子(1980 年代)、测量轻子代数(1990 年代)、观察到粲夸克中的 CP 破坏(2019 年)以及(迄今为止)显示不存在超对称性的零结果。这些进步支持了进一步的科学进步,并有可能在长期内产生非常重大的、更广泛的社会影响。英国科学家也在此研究的基础上支持他们的进一步进步和成就。仅在过去 10 年中,就有超过 20,000 篇英国科学论文引用了 CERN 文章,其中包括许多英国最具影响力的物理学论文(其中 25% 的英国论文是全球范围内其领域内被引用次数最多的 10%)。
高能对撞机中基本粒子量子特性的测试开始出现。顶夸克和反顶夸克系统中的纠缠和贝尔不等式违反尤其令人感兴趣,因为顶夸克是经历级联衰变的不稳定粒子。我们争论顶夸克和反顶夸克在不同衰变阶段的空间分离标准。我们考虑了三个不同情况下的因果分离:顶夸克衰变、W 玻色子衰变以及轻子/喷流与宏观仪器接触时。我们表明,当要求顶夸克和 W 玻色子都在空间间隔内衰变时,事件的空间分数最小。对于通常需要贝尔不等式违反的高不变质量,这几乎与顶夸克衰变要求相同。我们还包括一个选项,用于将顶夸克衰变中的 b 夸克的角度相关性用于自旋相关性测量。我们要求顶夸克和 b 强子衰变都是空间分离的。再次,我们发现在高不变质量下,它几乎与顶夸克和反顶夸克之间的空间分离要求相同。我们为我们提出的标准提供了数值。如果满足这样的标准,则保证系统不存在因果关系。
本论文包含我对 LHC 上 ATLAS 实验中质子-质子碰撞物理研究工作的两个不同方面。第一部分侧重于理解和开发校准系统,以便在过渡辐射跟踪器中获得最佳带电粒子重建。本论文中解释的方法是 TRT 中当前使用的校准技术,它适用于 ATLAS 收集的所有数据。由于开发的方法,实现了探测器设计分辨率,甚至在 TRT 的中心区域得到了改进。在第二部分中,介绍了三种不同的分析。由于我对跟踪的兴趣以及 LHC 上可用的新能量范围,第一个分析是研究 900 GeV 和 7 TeV 的多粒子相关性。这项分析是使用 2010 年收集的第一批 ATLAS 数据进行的。研究了两个不同的方面:高阶矩和尝试测量 η 箱中的归一化阶乘矩。本论文中描述的另外两个数据分析侧重于发现超出标准模型的物理学。同号顶夸克和 b 型第四代夸克的搜索就是其中之一。对于这项分析,详细研究了使用错误电荷测量重建轻子的概率。开发了新的数据驱动方法,其中似然技术表现出色,并被 ATLAS 中的其他分析所采用。这项搜索表明数据与标准模型预期一致。最后的分析是寻找最终状态中有两个轻子且横向能量缺失较大的超对称性。详细描述了双玻色子的产生,这是本次分析的主要背景之一。最终测量结果与标准模型预期相比没有超出。
本论文包含我对 LHC 上 ATLAS 实验中质子-质子碰撞物理研究工作的两个不同方面。第一部分侧重于理解和开发校准系统,以便在过渡辐射跟踪器中获得最佳带电粒子重建。本论文中解释的方法是 TRT 中当前使用的校准技术,它适用于 ATLAS 收集的所有数据。由于开发的方法,实现了探测器设计分辨率,甚至在 TRT 的中心区域得到了改进。在第二部分中,介绍了三种不同的分析。由于我对跟踪的兴趣以及 LHC 上可用的新能量范围,第一个分析是研究 900 GeV 和 7 TeV 的多粒子相关性。这项分析是使用 2010 年收集的第一批 ATLAS 数据进行的。研究了两个不同的方面:高阶矩和尝试测量 η 箱中的归一化阶乘矩。本论文中描述的另外两个数据分析侧重于发现超出标准模型的物理学。同号顶夸克和 b 型第四代夸克的搜索就是其中之一。对于这项分析,详细研究了使用错误电荷测量重建轻子的概率。开发了新的数据驱动方法,其中似然技术表现出色,并被 ATLAS 中的其他分析所采用。这项搜索表明数据与标准模型预期一致。最后的分析是寻找最终状态中有两个轻子且横向能量缺失较大的超对称性。详细描述了双玻色子的产生,这是本次分析的主要背景之一。最终测量结果显示,相对于标准模型的预期,没有超出。
天体物理和宇宙学可观察物,例如宇宙微波背景中的波动,螺旋星系的旋转曲线和引力透镜,表明我们宇宙的物质内容由16%的普通物质组成[1]。其余的84%归因于暗物质(DM),该暗物质是中性或仅在标准模型(SM)力下弱带电的。迄今为止,未观察到DM粒子。由于没有理由必须有独特的DM候选SM扩展SM,因此可能存在各种DM颗粒和黑暗力量的完整黑暗扇区。介体可以将SM和黑暗区域连接起来,从而使对撞机实验中的暗区域进行探索,并通过向量,轴,Higgs和Neutrino Portals出现。预计这些介体的耦合强度将非常弱,并且可能是长寿的,从而导致主要和次要顶点的主要位移。如果这些新粒子很轻,例如,质量低于电牵引量表,可以在对撞机实验中检测到它们。实验上最容易获得的可能性是介体是在SM颗粒的相互作用中产生的,并腐烂成可检测的最终态颗粒。此程序讨论了搜索可见的调解人衰减的搜索。将搜索每个可能的门户网站。这些分别是在及时搜索黑暗光子(DP)的搜索,并衰减为𝜇 + 𝜇 - ,在𝐵→𝐾→𝐾 + 𝜇- + + 𝜇-衰减中进行了深色的玻色子搜索,并进行了沉重的中性Lepton(Hnl)搜索𝑊 + +→𝜇 + + + +𝑁±±±±𝑞𝑞这些分析是用LHCB检测器进行的,LHCB检测器对正向区域具有独特的覆盖范围,并允许迅速和流离失所的衰减进行搜索。高光度和低触发阈值之间的平衡对于低质量搜索尤其重要。LHCB检测器的出色顶点和不变的质量分辨率非常适合解决强烈抑制的衰减。
在极端天体物理环境中,例如在核心坍缩超新星中发现的环境中,中微子密度足够高,可以参与能量和动量的传输、局部化学组成和动力学[1-5]。轻子味的相干演化依赖于弱相互作用引起的中微子间自相互作用[6-10],起着重要作用。超越平均场描述,首次研究密集中微子系统相干演化的量子关联,为此类动力学提供了重要见解[11-28]。到目前为止,他们主要关注二分纠缠见证,如纠缠熵、负性和并发性[15-19,21-26]。在本研究中,我们通过计算随时间演化而产生的 n 个中微子之间的 n -缠结 [29],τ n ,探索了此类系统中的多中微子纠缠。发现后期总 n -缠结对于大系统尺寸来说是可缩放的。我们的工作利用了经典模拟和量子模拟,使用 Quantinuum 20 量子比特囚禁离子量子计算机 H1-1 和噪声模拟器 H1-1E [30]。描述集体相干中微子味振荡的领先阶低能有效哈密顿量由三个项组成。一个项负责真空振荡,源自中微子质量矩阵 [31 – 34]。第二个项来自中微子与物质之间的弱相互作用,主要是ν e 和e − 之间,通过带电电流过程,它导致了Mikheev-Smirnov-Wolfenstein效应[35,36]。下文中我们忽略这一项的贡献。第三个项来自中性流弱相互作用,它导致了中微子的相干前向散射,当中微子密度足够高时,这种散射会变得十分显著[7-10]。由于θ 13 的值很小[37],三味中微子系统可以用涉及电子中微子ν e 和重中微子ν x 的二味系统来近似,后者被认为是ν µ 和ν τ 的组合[38]。 N 个中微子的有效哈密顿量可以表示为味空间中的自旋算符 [ 14 ],
简介:超高能(UHE;≳ 10 16 eV)天体物理中微子具有巨大的发现潜力。它们将探测超高能宇宙射线的加速器,超高能宇宙射线的探测能量最高可达 ∼ 10 20 eV。与在宇宙微波背景上向下散射并在磁场中偏转的宇宙射线不同,探测到的中微子将指向其来源。超高能中微子-核子相互作用探测对撞机能量尺度以上的质心能量,从而可以进行灵敏的新物理测试。为了充分利用超高能中微子的科学潜力,我们最终需要一个具有足够曝光度的天文台,即使在悲观的通量情景下也能收集高统计数据。当超高能中微子在物质中相互作用时,它们会产生相对论性粒子级联,以及由于相对论性粒子能量损失而产生的非相对论性电子和原子核尾迹。冰中的时间积分级联轮廓是一个长度约 10 米、半径约 0.1 米的椭圆体。几乎所有的主要相互作用能量都用于介质的电离。来自单个级联电子和正电子的非相干光学切伦科夫辐射可以在 TeV–PeV 探测器(如 IceCube [1])和类似实验 [2–4] 中探测到。然而,由于中微子谱急剧下降,拟议的后继者 IceCube-Gen2 [5] 的光学探测率太小,不足以成为合适的超高能天文台。已经提出并实施了几种更有效的技术来探测来自超高能中微子的级联。首先,级联中净电荷不对称产生的相干射频辐射(阿斯卡里安效应 [6])已在实验室中观测到 [7],并且是过去 [8]、现在 [9–11] 和拟议 [12, 13] 实验的焦点。由于冰中无线电的透明性 [16–20],无线电方法(详见参考文献 [14, 15])可以比光学探测器更稀疏地测量大体积 [16–20],从而使得大型探测器的建造更具成本效益。其次,τ 中微子与地球相互作用,可以产生 τ 轻子(携带大部分原始 ν τ 能量),该轻子离开地球并在空气中衰变,产生 cas-