有效场论方法下 LHC 上的暗物质表征
高能物理 - 唯象学
2017-05-24 v2
摘要
我们研究了涉及标量、费米子和矢量暗物质 (DM) 与 SM 夸克和胶子相互作用的完备的五维和六维有效算符集合，以探索在 LHC 上区分这些算符并表征 DM 自旋的可能性。我们发现三个因素——算符的有效维数、算符的 SM 部分的结构以及与该算符相连的 SM 粒子的部分子密度——唯一地定义了 DM 对（不可观测）不变质量分布的形状，从而也定义了与之相关的（可观测）MET 分布的形状。利用 分析，我们发现在 LHC 上，在 300 fb 的亮度下，某些类别的 EFT 算符可以相互区分。因此，由于 DM 自旋与定义 MET 形状的因素部分相关，LHC 也有可能揭示 DM 自旋。我们还观察到，对于具有不同 DM 自旋的大 MET 截断情形，其效率（相差高达两个数量级）存在显著差异，这表明 DM 的发现潜力强烈依赖于自旋。我们在此进行的研究可比重有效场论范式更普遍地应用，在 EFT 范式中 DM 媒介子不在质量壳上产生，例如 t 通道媒介子或质量低于 的媒介子的情况，此时 DM 对的不变质量不固定。
引用
@article{arxiv.1610.07545,
title = {Dark Matter characterization at the LHC in the Effective Field Theory approach},
author = {Alexander Belyaev and Luca Panizzi and Alexander Pukhov and Marc Thomas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07545},
year = {2017}
}
备注
38 pages, 15 figures, 6 tables. Operators for vector DM have been reparametrised to highlight their proper energy behaviour. Version accepted for publication in JHEP