利用最新 LHC、XENON100 和 LUX 数据限制 LRTH 模型中的暗物质

在左右双希格斯 (LRTH) 模型中，中性 $\hat{S}$ 是弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 暗物质 (DM) 的候选者。如果其质量小于类标准模型希格斯玻色子 $h$ 质量的一半，新的不可见衰变 $h \to \hat{S}\hat{S}$ 将会开启。在本文中，我们在当前的实验限制下考察了轻暗物质 ($\hat{S}$) 的状态，这些限制包括最新的 LHC 希格斯数据，以及 XENON100 和 LUX 对暗物质与核子散射的限制。我们得到了以下观测结果：(i) 当前的 ATLAS (CMS) 对 $R_{\gamma\gamma}$ 的测量可以在 $2\sigma$ 水平上排除大于 $34\%$ ($48\%$) 的不可见希格斯分支比 ${\rm Br}_{\rm inv}$；(ii) 对最新 LHC 和 Tevatron 希格斯数据的全局拟合提供了更强的限制：在 $2\sigma$ ($3\sigma$) 水平上 ${\rm Br}_{\rm inv}< 20\%$ ($30\%$)，这可以在 LHC 实验中进行检验；(iii) 对于与核子的自旋无关散射截面，最近的 XENON100 (LUX) 数据可以排除大于 $50\%$ ($25\%$) 的不可见衰变率；(iv) 利用 LUX 进行的直接暗物质搜索结果可以对该 LRTH 模型中可行参数空间 $\{g_{h\hat{S}\hat{S}}, m_{\hat{S}}\}$ 给出强限制。