真实三重态标量暗物质的对撞机探测

我们研究了在标准模型标量 sector 的真实三重态扩展下，大型强子对撞机（LHC）与未来可能的 100 TeV $pp$ 对撞机中的发现前景。我们聚焦于中性三重态标量稳定且贡献暗物质遗迹密度的情形。在 $pp$ 碰撞中产生时，带电三重态标量衰变为中性组分加一个软π介子或软轻子对，在探测器中产生消失的带电径迹。我们重新诠释当前 13TeV LHC 对消失径迹的搜索，发现对于 172 (160) MeV 的质量分裂与 $\mathcal{L}=\rm36\,fb^{-1}$，LHC 目前排除轻于 248 (275) GeV 的真实三重态标量。在积累 $3000\,fb^{-1}$ 后，探测范围可延伸至 497 (520) GeV。我们将 13 TeV 分析外推至预期的 100 TeV $pp$ 对撞机，发现对于 $\mathcal{L}=30$ ab$^{-1}$，约 3 TeV 的三重态标量可被发现，取决于pile up效应受控程度。我们还研究了模型中的暗物质候选者及来自暗物质直接探测的当前与预期约束。我们发现当前 XENON1T 可排除希格斯门户耦合为 1 或更大时轻于约 3 TeV 的真实三重态暗物质，未来 XENON20T 将覆盖几乎整个暗物质可行参数空间，除非门户耦合极小。