利用LHC搜寻约束最小暗物质五重态

在标准模型粒子内容中添加一个在 $SU(2)_L$ 下为五重态的费米子，可给出一个暗物质候选者。该多重态中最轻的状态是电中性的并且自动稳定。该多重态的带电组分仅稍重一些，并能在 LHC 探测器中飞行有限距离后衰变，留下一条在探测器边缘前消失的带电径迹。我们利用最近的 ATLAS 和 CMS 搜寻排除了质量高达 267 GeV 的 Majorana 五重态。我们估计，利用 3 ab$^{-1}$ 的 $\sqrt{s}=14$ TeV 数据，这一质量上限可推至 520 GeV。这些排除限度比类 wino 暗物质所实现的约高 $\sim 10\%$。我们还讨论了如何利用双带电态来区分消失径迹信号与由纯 wino 等三重态给出的信号。