解释缪子 g-2 且具有高达 TeV 尺度标量轻子伴子的极小暗物质模型

费米国家实验室的 E989 实验报告了缪子磁偶极矩的测量值与标准模型 (SM) 预测值之间存在 4.2$\sigma$ 的差异。在本研究中，我们通过考虑一个极小且通用的 SM 扩展模型来解决这一反常现象，该模型同时提供了一个暗物质 (DM) 候选者。该框架中的额外粒子态为：一个 SM 单态 Majorana 费米子（被称为 Bino），扮演暗物质的角色；以及缪子标量（被称为 sleptons）。如果标量缪子伴子（smuons）发生手征混合，sleptons、SM 缪子与 Bino 之间的耦合就可以解释缪子 $g-2$ 反常。另一方面，暗物质遗迹密度主要通过涉及 Bino 和较轻 sleptons 的共湮灭效应来满足。我们模型的可行参数空间包括具有相对较轻共湮灭粒子的区域，这与先前对最小超对称标准模型 (MSSM) 扫描中发现的结果类似。放宽 MSSM 中通常假设的最小味破坏假设，我们发现具有显著 smuon 混合和 smuons 间大质量劈裂的情景，在共湮灭粒子质量达到甚至超过 TeV 尺度时，能够同时满足缪子 $g-2$ 反常和暗物质遗迹密度。当我们将左右 smuon 混合的起源指定为 smuons 与 SM Higgs 玻色子之间的三线性耦合时，由微扰幺正性和电弱真空稳定性对这些情景施加的约束将共湮灭粒子质量限制在 $\lesssim$ 1 TeV。我们证明下一代直接探测实验对我们模型的可行参数空间仅具有微弱的敏感性，因此，未来的轻子对撞机可能是区分我们模型与其他缪子 $g-2$ 反常 BSM 解所必需的关键探针。