表征对撞机与直接探测实验中的暗物质搜寻：矢量媒介子
高能物理 - 唯象学
2015-01-19 v2
摘要
我们引入了一个最小简化暗物质 (MSDM) 框架，以定量表征大型强子对撞机 (LHC) 上的暗物质 (DM) 搜寻。我们研究了两种 MSDM 模型，其中暗物质为狄拉克费米子，分别与矢量媒介子和轴矢量媒介子相互作用。这些模型由四个参数表征：暗物质和媒介子的质量，以及媒介子与暗物质和夸克的耦合。MSDM 模型准确捕捉了完整的事件运动学，且可以系统地研究对所有质量和耦合的依赖性。在此框架下对单喷注搜寻的解释可用于建立与直接探测实验的平等比较。对于具有矢量媒介子的理论，LHC 单喷注搜寻在轻暗物质质量（小于 5 GeV）方面比直接探测搜寻具有更好的灵敏度。对于轴矢量媒介子，LHC 和直接探测搜寻通常在参数空间中探测正交方向。我们探索了这些搜寻在 LHC 终极能力和多吨级氙直接探测实验下的预期极限，发现搜寻的互补性依然存在。最后，我们提供了 MSDM 和有效场论 (EFT) 框架下的极限比较，以突出 EFT 框架的缺陷，特别是在探索单喷注和直接探测搜寻的互补性时。
引用
@article{arxiv.1407.8257,
title = {Characterising dark matter searches at colliders and direct detection experiments: Vector mediators},
author = {Oliver Buchmueller and Matthew J. Dolan and Sarah A. Malik and Christopher McCabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.8257},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 12 figures. v2: Minor changes to match journal (JHEP) version