阿特拉斯合作，阿特拉斯实验 根据长寿命粒子的衰变重建轻子的效率，在模拟事件中测量，显示为轻子轨道和碰撞点(d0)之间距离的函数
实心蓝色圆圈显示了使用标准ATLAS重建技术的效率
实心紫色方块表示使用额外的位移粒子追踪和为此搜索开发的特殊识别标准的效率
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 尽管粒子物理标准模型几十年来在预测方面取得了成功，但仍有一些重要的现象没有得到解释
尽管标准模型之外的粒子的明确特征尚未出现，但必须存在能够完全描述宇宙的其他理论
欧洲核子研究中心阿特拉斯实验的研究人员正在扩大他们的广泛搜索计划，以寻找未知物理的更不寻常的特征，如长寿命粒子
这些新粒子的寿命为0
01到10 ns相比之下，希格斯玻色子的寿命为10-13纳秒
一个自然激发长寿粒子的理论是超对称性(SUSY)
苏西预测，有“超合作者”粒子对应于具有不同自旋属性的标准模型的粒子
来自ATLAS协作的新搜索寻找电子的超级伙伴，μ子和τ轻子，分别称为“slepton”(“selectron”、“smuon”和“stau”)
这项研究考虑了这样的场景:sleptons会成对产生，并与它们的衰变产物弱耦合，从而变得长寿
在这个模型中，每个长寿命轻子在衰变为标准模型轻子和一个光探测不到的粒子之前，都要通过探测器一段距离(取决于它们的平均寿命)
物理学家因此会观察到两个轻子，它们似乎来自不同的位置，而不是质子-质子碰撞发生的地方
通过对作为自旋质量的函数的可能自旋的寿命的分析而设定的上限
实线表示观察到的极限，虚线表示在没有统计波动的情况下的预期极限，彩色区域被分析结果排除
对于态来说，排除的面积小于选择子和μ子，因为它取决于产生的标准模型τ衰变为电子或μ子
限制对slepton质量的依赖性主要源于slepton对生产横截面，该横截面随质量显著减小
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 这个独特的信号对物理学家提出了挑战
虽然许多理论预测粒子在衰变前可能在阿特拉斯探测器中运行一段时间，但典型的数据重建和分析是针对瞬时衰变的新粒子，就像重标准模型粒子那样
因此，阿特拉斯物理学家必须开发新的方法来识别粒子，以增加重建这些“移位”轻子的可能性
在这个分析中，只研究了位移的电子和μ子，但是结果也可以应用到taus，因为taus在大约三分之一的情况下迅速衰变为电子或μ子
因为长寿命粒子衰变产生的粒子会远离碰撞，所以会出现不寻常的背景来源:光子被错误地识别为电子，μ子被错误地测量，以及宇宙射线μ子测量不佳
宇宙射线μ子来自与我们大气层碰撞的高能粒子，可以穿过ATLAS探测器
因为它们不一定通过碰撞点附近的探测器，所以它们看起来像是来自长寿命的粒子衰变
阿特拉斯物理学家已经开发出技术，不仅可以减少这些来源的贡献，还可以估计每个来源对搜索的贡献
分析没有发现任何与通过选择要求的位移轻子的碰撞事件，这一结果与低预期背景丰度相一致
利用这些结果，物理学家对自旋质量和寿命进行了限制
对于此搜索最敏感的slepton生存期(大约0
1纳秒)ATLAS能够排除高达约700 GeV的选择子和smuons，并停止高达约350 GeV
以前对这些长寿粒子的最佳限制是在90千电子伏左右，来自于欧洲粒子物理研究所LHC的前身——大型正负电子对撞机(LEP)的实验
这个新的结果是第一个使用LHC数据对这个模型进行陈述的
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