轴子冰山：运动钟机制 ALPs 在强子对撞机中的探测

多伪标量场景具有趣味性，因为它们通常能够自然实现带有较大衰变常数的轻轴子，这在宇宙学中尤其是在气体总动力和轻暗物质物理背景下具有广泛的应用。另一方面，从粒子物理的角度来看，这有助于在低 Peccei-Quinn 对称破缺尺度下解决强 CP 问题。一种这样的实现方式体现在钟表机制框架中，其中轴子可具有与胆量或光子的较小耦合，而其同伴轴子类粒子 (ALP) 则具有相对不受抑制的耦合，从而促进探测。我们研究了一个以 KSVZ 类似设置为基础的最小钟表模型，以 QCD 轴子为例，并检查其独特的多 ALP $(a_n)$ 信号在 LHC 中的可见性，其中最敏感的通道是 $p p \to a_n \, (+ \, {\rm additional \, jets})$ 随后跟随 $a_n \to \gamma \gamma$。根据轴子所需的天体物理和宇宙学限制，一种显著特征在轻 ALP $(m \sim \mathcal{O}(10 \, {\rm GeV}))$ 情况下显现，其间质量分裂如此之小，以致信号轮廓类似于单个宽共振，或一种 $轴子$ $冰山$。该情景在 LHC 第三运行阶段（约 $300 {\rm \, fb^{-1}}$ 的积分亮度）即可实现检测。另一方面，较大的平均 ALP 质量会导致多个靠近的峰值呈现特征信号轮廓，预计将在即将到来的 HL-LHC 看到。也列出了可能的其他信号。