II 型双 Higgs 二重态模型的轻标量暗物质扩展

在施加 LHC 上 Higgs 搜寻与暗物质实验的约束后，我们研究了带有轻标量暗物质($S$)的 II 型双 Higgs 二重态模型。我们首先假设两个 CP 偶 Higgs($h$ 和 $H$)均为 DM 与 SM sector 之间的门户，且 CP 奇 Higgs($A$)和 $H$ 重于 130 GeV。我们发现质量为 $10\sim 50$ GeV 的 DM 被 125 GeV Higgs 信号数据、 relic 密度、XENON1T (2017)、PandaX-II (2017) 与 Fermi-LAT 的联合约束排除。接下来，我们考虑一个特殊情形，其中重 CP 偶 Higgs 被视为 125 GeV Higgs。轻 CP 偶 Higgs 是 DM 与 SM sector 之间唯一的门户，且 DM 质量略低于 Higgs 共振。我们发现对于 $m_h<$ 62 GeV，125 GeV Higgs 的信号数据将 $\tan\beta$ 限制于 $1\sim 1.5$ 的范围。LHC 上的 $gg\to A\to hZ$ 与 $b\bar{b}\to h \to \tau^+\tau^-$ 道可分别施加 $\tan\beta$ 的下限与上限。对于适当的 $\tan\beta$、$\lambda_h$ 与 $m_h$ 取值，质量为 $10\sim 50$ GeV 的 DM 被 LHC 上 Higgs 搜寻与暗物质实验的约束所允许。例如，对于 10 GeV $<m_s<$ 26 GeV，$\tan\beta$ 被限制于 $1.0\sim1.5$ 的范围，而对于 30 GeV $<m_S<$ 50 GeV，$\frac{m_h}{2m_S}>$ 1.125 被排除。