超越有效场论：LHC 上的暗物质搜寻

我们研究了在 LHC 上针对矢量及轴矢量相互作用进行单喷注暗物质搜寻时，有效场论 (EFT) 解释的有效性。我们表明，当媒介子质量$m_{\text{med}}$大于 2.5 TeV 时，EFT 方法是有效的。我们发现，EFT 中关于接触相互作用标度$\Lambda$的当前限制适用于暗物质质量$m_{\text{DM}} < 800$GeV 的微扰理论。然而，对于这些理论中的所有$m_{\text{DM}}$值，媒介子宽度均大于其质量，因此对媒介子的粒子类解释值得怀疑。此外，只有当$170 < m_{\text{DM}} < 520$GeV 时，才与热遗迹密度一致。对于较轻的媒介子质量，EFT 限制要么低估了真实限制（因为过程被共振增强），要么高估了它（因为缺失能量分布太软）。我们给出了一些“经验法则”，可用于根据 EFT 限制知识估算任何暗物质和媒介子质量下的$\Lambda$限制（准确度约为 50%）。我们还比较了单喷注搜寻与暗物质直接探测搜寻的相对灵敏度，发现两者在$m_{\text{DM}}$-$m_{\text{med}}$平面的不同区域占主导地位。仅比较 EFT 限制与直接搜寻会产生误导，并可能导致关于两种搜寻方法相对灵敏度的错误结论。