The muon Smasher’s guide - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Rept.Prog.Phys. Année : 2022

The muon Smasher’s guide

Hind Al Ali
  • Fonction : Auteur
Nima Arkani-Hamed
  • Fonction : Auteur
Ian Banta
  • Fonction : Auteur
Sean Benevedes
  • Fonction : Auteur
Dario Buttazzo
  • Fonction : Auteur
Tianji Cai
  • Fonction : Auteur
Junyi Cheng
  • Fonction : Auteur
Timothy Cohen
  • Fonction : Auteur
Nathaniel Craig
  • Fonction : Auteur
Majid Ekhterachian
  • Fonction : Auteur
Jiji Fan
  • Fonction : Auteur
Matthew Forslund
  • Fonction : Auteur
Isabel Garcia Garcia
  • Fonction : Auteur
Samuel Homiller
  • Fonction : Auteur
Seth Koren
  • Fonction : Auteur
Giacomo Koszegi
  • Fonction : Auteur
Zhen Liu
  • Fonction : Auteur
Qianshu Lu
  • Fonction : Auteur
Kun-Feng Lyu
  • Fonction : Auteur
Alberto Mariotti
  • Fonction : Auteur
Amara Mccune
  • Fonction : Auteur
Patrick Meade
  • Fonction : Auteur
Isobel Ojalvo
  • Fonction : Auteur
Umut Oktem
  • Fonction : Auteur
Diego Redigolo
  • Fonction : Auteur
Matthew Reece
  • Fonction : Auteur
Raman Sundrum
  • Fonction : Auteur
Dave Sutherland
  • Fonction : Auteur
Andrea Tesi
  • Fonction : Auteur
Timothy Trott
  • Fonction : Auteur
Chris Tully
  • Fonction : Auteur
Lian-Tao Wang
  • Fonction : Auteur
Menghang Wang
  • Fonction : Auteur

Résumé

We lay out a comprehensive physics case for a future high-energy muon collider, exploring a range of collision energies (from 1 to 100 TeV) and luminosities. We highlight the advantages of such a collider over proposed alternatives. We show how one can leverage both the point-like nature of the muons themselves as well as the cloud of electroweak radiation that surrounds the beam to blur the dichotomy between energy and precision in the search for new physics. The physics case is buttressed by a range of studies with applications to electroweak symmetry breaking, dark matter, and the naturalness of the weak scale. Furthermore, we make sharp connections with complementary experiments that are probing new physics effects using electric dipole moments, flavor violation, and gravitational waves. An extensive appendix provides cross section predictions as a function of the center-of-mass energy for many canonical simplified models.

Dates et versions

hal-03197525 , version 1 (13-04-2021)

Identifiants

Citer

Hind Al Ali, Nima Arkani-Hamed, Ian Banta, Sean Benevedes, Dario Buttazzo, et al.. The muon Smasher’s guide. Rept.Prog.Phys., 2022, 85 (8), pp.084201. ⟨10.1088/1361-6633/ac6678⟩. ⟨hal-03197525⟩
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