高能物理研讨会档案

摘要：在这次演讲中，我们讨论了标准模型（SM）电弱（EW）扇区作为通往隐藏扇区的门户，而EW玻色子作为中介。我们提出了几种电子战门户的紫外完全模型，并探讨了它们在电子战精度测试（EWPT）中的前景。当隐藏的部分承认限制规范相互作用时，就会出现丰富的现象学，导致暗强子家族，如暗介子和rho。如果这些暗强子的质量达到GeV级，它们的寿命通常很长。对撞机物理学中的主要信号将是外来玻色子衰变产生的黑暗阵雨，产生多个长寿粒子。我们将介绍目前的大型强子对撞机搜索和其他设施，以及宇宙学意义。

摘要：标准模型的风味区包含了其大部分自由参数，呈现出一种有趣的结构，目前缺乏令人满意的解释。此外，当超越标准模型时，关于新物理的风味结构的假设对于进行预测和设计搜索至关重要。在这次演讲中，我将回顾BSM物理的典型风格ansätze是如何产生的，并激发超越这些“最小”想法的需求。然后，我将介绍标准模型之外的几个新的、非最小的物理分析：带有“皱纹”的Froggatt-Nielsen机制，以及自发风味违背。这些ansätze带来了低能、中能和高能实验之间的新关联，以及大型强子对撞机的新特征，比如希格斯粒子的增强衰变为奇异夸克，其中一些为未来的能量前沿实验提供了有趣的目标。

摘要：引力微透镜是寻找宏观暗物质最灵敏的方法之一。美国宇航局即将推出的罗马太空望远镜将通过对银河系凸起进行全面的微透镜调查，其灵敏度比现有望远镜高几个数量级，从而极大地推进这项搜索。它前所未有的灵敏度将为在广泛的未探索参数空间中寻找暗物质提供皇冠体育；然而，它也将带来新的挑战，包括以自由漂浮行星形式存在的不可简化的天体物理背景。在这次演讲中，我将讨论人口水平的建模如何帮助缓解这一背景，并为Roman首次发现我们银河系中的原始黑洞或其他宏观暗物质打开可能性。

摘要：暗物质（DM）仍然是一个谜。尽管经过了几十年的实验和理论皇冠体育研究，我们仍然不知道它的微观特征。在这次演讲中，我将带您了解如何利用各种天体作为强大的DM探测器。这个天体物理探测器是对地球和宇宙探测器的补充，覆盖了DM参数（DM质量及其与核子的相互作用强度）的很大一部分，否则这些参数仍然难以捉摸。

摘要：WIMP可能还没有消亡，但它的衰落为寻找暗物质开辟了许多新的领域，跨越了广阔的尺度。这对于传统的直接探测搜索来说是个问题：几十年的发展已经产生了对弱尺度暗物质极其敏感的探测器，但对其他重要目标几乎视而不见。因此，我们皇冠体育研究的范围越来越大，需要新的实验思想。我将描述一个处理暗物质的新概念框架——电子相互作用速率，其中探测器的能力由它们的介电性质决定。这种语言使得利用探测器材料的复杂凝聚态物理来探测质量低于现有界限几个数量级的暗物质成为可能。这种新颖的形式已经使探测轻暗物质的新方法成为可能，我将分享最近的结果，包括对亚兆电子伏暗物质的新限制和对现成介质目标的方向灵敏度的展望。未来的前景有望将直接检测从弱尺度的手术仪器转变为跨尺度寻找新物理的强大工具。

摘要：在这次演讲中，我将讨论利用宇宙学，特别是宇宙微波背景（CMB）数据探测中微子/非光子相互作用的新方法。微波背景光谱声学振荡中的相移是中微子（非光子辐射）与光子传播方式不同的特征特征。以暗物质中微子相互作用和中微子自相互作用为重点，我们将展示这些相互作用如何在声学相移中产生印记变化，并使用数据进行探测。在暗物质-中微子相互作用的情况下，暗物质和中微子之间的散射进一步放大了由于“暗物质”负载而产生的相移。对于中微子自相互作用，我们发现CMB数据集倾向于强自相互作用，如果三种活跃中微子口味中只有一种或两种相对于口味-通用场景相互作用。风味非普遍相互作用也有助于避免对电子和介子中微子之间新的秘密相互作用的严格限制。最后，我将讨论如何使用宇宙学来探测在BSM场景中出现的中微子态塔。我将根据宇宙学数据对中微子质量的最新限定来讨论中微子状态塔的相关性。

摘要：类轴子暗物质的对称性破缺发生在暴胀结束后，这预示着在小尺度上原始密度波动的增强。这导致在宇宙历史早期形成密集的轴子小晕（或小星团）。小光晕中轴子的凝聚导致了这些光晕核心的轴子星的形成和随后的生长。如果像QCD轴子一样，类轴子粒子具有吸引的自相互作用，那么这些恒星就有一个最大质量，超过这个质量，恒星就会迅速缩小，并将其质量的0(1)部分转化为未束缚的相对论性轴子。这一过程将在宇宙观测中留下类似（尽管原则上不同）的特征，即衰变的暗物质部分，因此受到强烈约束。我们对类轴子粒子的性质提出了新的限制，这些粒子与标准模型的非引力耦合无关。我还将介绍来自axinovae可能的光子特征。

摘要：在这次演讲中，我将总结暗物质直接探测的现状和未来10年的发展方向。虽然直接探测光暗物质的实验项目正在全速前进，但理论项目正处于十字路口。我将回顾两者的现状，强调亚gev暗物质理论必须克服的障碍。我将详细介绍直接探测实验正在探索的三个这样的基准，特别关注我们最新的“暗沉暗物质”，这对SENSEI和其他正在进行的实验有直接的影响。

摘要：尽管重子和暗物质的天体物理行为截然不同，但它们在宇宙中的丰度却如此相似，这一事实被大自然视为一个严肃的暗示。我们提出了一个与标准模型结构平行的丰富的暗扇区，并通过Z2交换对称与之相关。WIMP重子形成机制反映在暗扇区；Z2对称性的微小断裂导致暗物质由暗中子构成，暗中子是最轻的暗重子。我们的模型在远紫外中的超维实现自然地解释了两个扇区的分层耦合以及必要的z2断裂。我们仔细地追溯了这两个部分的宇宙历史，特别注意以前文献中没有充分考虑到的严重缺陷，如光遗迹和暗大爆炸核合成。最后，我们简要讨论了潜在的实验特征。

摘要：宇宙大爆炸核合成（BBN）过程是宇宙学的一个关键测试。在这次演讲中，我将描述一个新的代码，用于预测由于BBN而产生的原始元素丰度。这段代码利用了JAX（一种机器学习框架）来实现元素丰度的快速和可微分预测。这使我们能够把BBN计算置于与宇宙微波背景分析相同的严格和易于使用的水平上，充分考虑到核速率的不确定性。代码的可微分特性也允许使用更复杂和有效的参数估计方法，而不是传统的MCMC技术。

摘要：在宇宙膨胀过程中，重粒子的产生和传播可以在原始密度起伏的非高斯性中留下独特的特征。这为通过精确宇宙学直接探测膨胀哈勃尺度（H > 1013 GeV）重的粒子提供了一个独特的皇冠体育。然而，可观测窗口通常被限制在h附近的一个小区域内的质量。在这次演讲中，我将讨论一种机制（称为“化学势”），它可以将这个窗口扩展到60H。该机制利用膨胀的大动能来增强粒子的产生，并可以赋予潜在的可观测的非高斯性，fNL~ O（0.01-10）。

摘要：许多新的物理模型解决了SM的一个或多个缺点，预测了SM之外的额外粒子含量。我将讨论SM费米子和标量扇区的一些最小扩展。首先，我将论证新的费米子在SM规范群下必然是类矢量的，并考虑最简单的非平凡费米子扩展之一的前景：弱等单重态带电类矢量轻子。我将展示电子-正电子对撞机，包括不久的将来的希格斯/顶级工厂，如何作为这些粒子的发现机器，这些粒子似乎对（未来的）强子对撞机构成了更困难的挑战。然后，我将考虑具有普遍耦合抑制和不可见衰变宽度的“耗尽希格斯玻色子”的可能性。通过与希格斯玻色子混合的额外单重态标量，这些损耗因子中的一个或两个可以在一大类理论中自然出现。我将讨论耗尽希格斯玻色子的现状，并认为在许多情况下，对希格斯玻色子的精确皇冠体育研究比寻找额外的标量态更强大，因为下一代实验即将到来。最后，许多皇冠体育研究者认为LHC对超伴子质量的限制会对超对称规范耦合统一的可行性产生负面影响。我将通过一个高精度的分析来证明，即使对于超对称的标准最小模型，情况也并非如此。我将论证精确的统一和观测到的希格斯质量约束有利于在几TeV或更大范围内的超伴质量。此外，我将强调参数空间的区域，在那里希格西诺或wino可以重现热暗物质丰度。

摘要：在标准宇宙学中——实际上，甚至在最常被皇冠体育研究的修正宇宙学中——宇宙的历史实际上是由一系列单组分时代组成的，它们之间只有短暂的过渡时期。然而，标准模型的许多扩展预测了不稳定状态塔的存在。在早期宇宙中，这样的高塔常常导致一种形式的“宇宙停滞”，在这种状态下，不同能量成分的相对宇宙丰度在很长一段时间内保持不变，即使宇宙膨胀。停滞的出现并不是这种宇宙论微调的结果；相反，停滞被证明是一个全球性的吸引物，宇宙在广泛的初始条件下自然地向它进化。在这次演讲中，我将回顾在这种情况下停滞出现的一般情况，并讨论这种现象的具体实现，例如涉及卡鲁扎-克莱因状态塔或具有扩展质谱的原始黑洞群的实现。我还将皇冠体育研究停滞期的一些潜在含义，包括原始密度扰动的演化和结构的增长、原始引力波背景、暗物质的产生，甚至宇宙的年龄。

摘要：我们探索“难以捉摸的宇宙”，暗物质、中微子和引力塑造了我们观察到的自然，留下了许多悬而未决的问题。我们的工作重点是为解答这些难题开辟新的方向。我将介绍两种方法：1)利用精密天体测量和太空任务数据来皇冠体育研究广义相对论、暗物质、宇宙中微子和第五力[1,2,3]。2)受深空原子钟（DSACs）和帕克太阳探测器[4]的启发，利用安装在航天器上的量子传感器皇冠体育研究被太阳引力束缚的超轻暗物质。这些都是高度跨学科的努力，美国能源部科学办公室强调了这一点。这些方法也可以应用于皇冠体育研究星际物体、原始黑洞、第九行星、拓扑缺陷、暗块和强相互作用暗物质。

[1] Tsai等人，https://arxiv.org/abs/2309.13106 （2023， OSIRIS-REx结果）[2]Tsai等人，https://arxiv.org/abs/2210.03749 (2022) [3] Tsai等人，https://arxiv.org/abs/2107.04038, JCAP (2023) [4] Tsai等人，https://arxiv.org/abs/2112.07674，自然天文学第7卷，113-121页（2022）

摘要：我们为即将在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）上进行的实验探索自然超对称（natSUSY）框架的分支。具体来说，我们在natSUSY的背景下仔细皇冠体育研究了重SUSY希格斯玻色子的产生和随后的衰变模式，包括中性和带电，以及停止对和电弱子对。该皇冠体育研究强调了衰变层次对于准确解释LHC数据的重要性。一项详细的皇冠体育研究揭示了重粒子到标准模型玻色子（w、Z或h）的主要衰变模式，以及具有弱尺度质量的轻重粒子，作为natSUSY范式的独特特征出现。这项皇冠体育研究描述了这些重超对称性粒子的发现和排除限制，从而为即将进行的大型强子对撞机运行中自然超对称性模型的可行性和约束提供了重要的见解。

摘要：我们皇冠体育研究了自相互作用强到足以自热化的明暗扇区粒子的太阳辐射。由此产生的外流行为就像太阳系中在自身热压下加速到高度相对论体速度的流体。与普通的非相互作用情景相比，局部流出具有至少~10^3的数字密度，相应的，每个粒子的平均能量至少降低~10^3。我们展示了这种普遍现象是如何在由带电粒子通过暗光子强自相互作用组成的暗扇区中出现的。在这个模型中出现的带电等离子体风具有新颖的预测性特征，鼓励新的实验方向。这一现象表明，离最简单的模型只有一小步，就会导致截然不同的结果，从而激发了对暗区粒子更广泛的皇冠体育研究。

摘要：一阶相变（PT）中气泡的统计涨落会引起超视界曲率扰动。扰动遵循PT参数的一般幂律缩放。即使PT发生在一个隐蔽的黑暗区域，由此产生的曲率扰动也受到宇宙学数据的限制。我将介绍与暗扇区PT相关的暗辐射能量释放的现有和未来界限。对于发生在从eV到keV之间的光子温度的PT，这个新的约束已经超过了标准的∆内夫界限。未来对原始曲率摄动的约束可能会扩展到100 MeV尺度。