在大型强子对撞机上利用光子寻找暗物质

我们揭示了暗物质（DM）直接探测（DMDD）中的盲点区域，针对质量在几百 GeV 左右的弱相互作用大质量粒子，这些区域可能在大型强子对撞机（LHC）上显示出有趣的光子信号。我们探索了一个场景，其中暗物质主要源自 $Z_3$ 对称的次最小超对称标准模型（NMSSM）中的单重态扇区。对于单重态主导的暗物质，揭示了一个新颖的 DMDD 自旋无关盲点条件，该条件出现在希格斯微子与单重态主导的最轻超对称粒子（LSP）的质量参数呈现相反相对符号（即 $\kappa < 0$）的情况下，强调了邻近的双重态微子和希格斯微子态在调节单重态主导的 LSP 中的作用。此外，邻近的双重态微子和/或希格斯微子态可以作为单重态主导暗物质的共湮灭伙伴，确保与观测到的暗物质遗迹丰度一致。值得注意的是，在涉及单重态-希格斯微子共湮灭的场景中，希格斯微子类中性微子可以明显地倾向于辐射衰变到单重态主导的 LSP 和一个光子，而不是衰变为轻子/强子。在探索单重态-希格斯微子压缩场景的这一参数空间区域时，我们研究了在 LHC 上与至少一个相对较软的光子伴随一个轻子、大量丢失横能量和一个硬的初始态辐射喷注相关的信号。在单重态-双重态微子共湮灭的背景下，作为次最轻超对称粒子的双重重态微子态，表现出显著的辐射衰变到一个软光子和 LSP，从而可能通过触发这个软光子以及大量丢失横能量和由更重的希格斯微子态衰变产生的相对较硬的轻子/喷注，在 LHC 上进行探索。