Стабильные массивные частицы

Стабильные массивные частицы (СМП) — это гипотетические частицы, которые долгоживут и имеют значительную массу. Точное определение варьируется в зависимости от различных экспериментальных или наблюдательных поисков. СМП можно определить как имеющие по крайней мере такую же массу, как и электроны , и не распадающиеся во время прохождения через детектор. Они могут быть нейтральными, заряженными или нести дробный заряд и взаимодействовать с материей посредством гравитационной силы , сильной силы , слабой силы , электромагнитной силы или любой неизвестной силы.

несколько вопросов, связанных с происхождением и составом темной материи , а также с объединением четырех фундаментальных сил . Если когда-либо будут обнаружены новые СМП, можно будет ответить на ^{[ нужен пример ]}

Коллайдерные эксперименты

Тяжелые экзотические частицы , взаимодействующие с материей и которые можно напрямую обнаружить с помощью экспериментов на коллайдере, называются стабильными массивными частицами или SMP. Более конкретно, SMP определяется как частица, которая может пройти через детектор без распада и может подвергаться электромагнитному или сильному взаимодействию с веществом. Поиски СМП проводились в спектре экспериментов по столкновениям, таких как лептон-адронные, адрон-адронные и электрон-позитронные. Хотя ни один из этих экспериментов не обнаружил СМП, они наложили существенные ограничения на природу СМП. ^[1]^[2]

Эксперимент АТЛАС

В ходе протон-протонных столкновений с энергией центра масс, равной 13 ТэВ, в эксперименте ATLAS проводился поиск заряженных СМП. В этом случае СМП определялись как частицы с массой, значительно превышающей массу частиц стандартной модели , с временем жизни, достаточным для достижения адронного калориметра ATLAS, и с измеримым электрическим зарядом при прохождении через камеры слежения. ^[3]^[4]

эксперимент МоЭДАЛ

Эксперимент MoEDAL направлен, среди прочего, на поиск высокоионизирующих СМП и псевдо-СМП. ^[5]

Неколлайдерные эксперименты

В случае экспериментов без коллайдера СМП определяются как достаточно долгоживущие частицы, которые существуют либо как остатки сингулярности Большого взрыва , либо являются продуктами вторичных столкновений и находятся за пределами любого мыслимого эксперимента на ускорителе. ^[2]^[6]

Ссылки

^ Перл, Мартин (16 февраля 2001 г.). «Поиск стабильных массивных элементарных частиц». Международный журнал современной физики А. 16 (12): 2137–2164. arXiv : hep-ex/0102033 . Бибкод : 2001IJMPA..16.2137P . дои : 10.1142/S0217751X01003548 . S2CID 11571338 – через World Scientific.
^ Перейти обратно: ^а ^б Фэйрберн, М.; Краан, AC; Милстед, Д.А.; Сьёстранд, Т.; Скандс, П.; Слоан, Т. (1 января 2007 г.). «Стабильные массивные частицы на коллайдерах». Отчеты по физике . 438 (1): 1–63. arXiv : hep-ph/0611040 . Бибкод : 2007PhR...438....1F . дои : 10.1016/j.physrep.2006.10.002 . S2CID 14872649 .
^ Генрих, Йохен Йенс (27 ноября 2014 г.). Поиск заряженных стабильных массивных частиц с помощью детектора ATLAS (кандидатская диссертация). Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана . Проверено 24 мая 2021 г.
^ Мельхасе, Саша (2017). «Поиск стабильных массивных частиц детектором ATLAS в протон-протонных столкновениях при √s = 13 ТэВ» . Материалы 38-й Международной конференции по физике высоких энергий . Труды науки. Том. 282. Чикаго, США. п. 1119. дои : 10.22323/1.282.1119 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Фелеа, Д.; Мамузик Дж.; Маселек, Р.; Мавроматос, Невада; Мицу, Вирджиния; Пинфолд, Дж.Л.; де Аустри, Р. Руис; Сакурай, К.; Сантра, А.; Вивес, О. (2020). «Перспективы открытия суперсимметричных долгоживущих частиц с помощью MoEDAL» . Европейский физический журнал C . 80 (5): 431. arXiv : 2001.05980 . Бибкод : 2020EPJC...80..431F . doi : 10.1140/epjc/s10052-020-7994-7 . ПМЦ 7231802 . ПМИД 32440256 .
^ Бурдин, Сергей; Фэйрберн, Малькольм; Мермод, Филипп; Милстед, Дэвид; Пинфолд, Джеймс; Слоан, Терри; Тейлор, Венди (2015). «Безколлайдерный поиск стабильных массивных частиц». Отчеты по физике . 582 : 1. arXiv : 1410.1374 . Бибкод : 2015ФР...582....1Б . doi : 10.1016/j.physrep.2015.03.004 . S2CID 118333394 .

[1] Перл, Мартин (16 февраля 2001 г.). «Поиск стабильных массивных элементарных частиц». Международный журнал современной физики А. 16 (12): 2137–2164. arXiv : hep-ex/0102033 . Бибкод : 2001IJMPA..16.2137P . дои : 10.1142/S0217751X01003548 . S2CID 11571338 – через World Scientific.

[:0-2] Перейти обратно: ^а ^б Фэйрберн, М.; Краан, AC; Милстед, Д.А.; Сьёстранд, Т.; Скандс, П.; Слоан, Т. (1 января 2007 г.). «Стабильные массивные частицы на коллайдерах». Отчеты по физике . 438 (1): 1–63. arXiv : hep-ph/0611040 . Бибкод : 2007PhR...438....1F . дои : 10.1016/j.physrep.2006.10.002 . S2CID 14872649 .

[Heinrich_2014-3] Генрих, Йохен Йенс (27 ноября 2014 г.). Поиск заряженных стабильных массивных частиц с помощью детектора ATLAS (кандидатская диссертация). Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана . Проверено 24 мая 2021 г.

[4] Мельхасе, Саша (2017). «Поиск стабильных массивных частиц детектором ATLAS в протон-протонных столкновениях при √s = 13 ТэВ» . Материалы 38-й Международной конференции по физике высоких энергий . Труды науки. Том. 282. Чикаго, США. п. 1119. дои : 10.22323/1.282.1119 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[5] Фелеа, Д.; Мамузик Дж.; Маселек, Р.; Мавроматос, Невада; Мицу, Вирджиния; Пинфолд, Дж.Л.; де Аустри, Р. Руис; Сакурай, К.; Сантра, А.; Вивес, О. (2020). «Перспективы открытия суперсимметричных долгоживущих частиц с помощью MoEDAL» . Европейский физический журнал C . 80 (5): 431. arXiv : 2001.05980 . Бибкод : 2020EPJC...80..431F . doi : 10.1140/epjc/s10052-020-7994-7 . ПМЦ 7231802 . ПМИД 32440256 .

[6] Бурдин, Сергей; Фэйрберн, Малькольм; Мермод, Филипп; Милстед, Дэвид; Пинфолд, Джеймс; Слоан, Терри; Тейлор, Венди (2015). «Безколлайдерный поиск стабильных массивных частиц». Отчеты по физике . 582 : 1. arXiv : 1410.1374 . Бибкод : 2015ФР...582....1Б . doi : 10.1016/j.physrep.2015.03.004 . S2CID 118333394 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]