由宇宙学给出的暗物质子寿命的探测器尺度上限
高能物理 - 唯象学
2019-09-11 v3
摘要
我们表明，在一个禁闭的隐谷模型中，若最轻隐粒子为质量分裂大于 GeV 的暗物质子，且最轻暗物质子在宇宙大爆炸核合成（BBN）期间稳定或衰变为标准模型（SM）强子/带电轻子，则至少一个较重的暗物质子需在 纳秒内衰变为 SM 粒子。一旦在对撞机实验中产生，该较重暗物质子很可能于 米距离内衰变，这加强了在対撞机搜索具有亚米级衰变长度的长寿命粒子的动机。为阐明该思想，我们研究了最轻暗粒子为赝标量介子、且暗物质子通过 SM 与暗光子之间的动力学混合或 SM 与暗希格斯之间的混合耦合到 SM 粒子的情形下的寿命约束。我们研究了热浴中暗物质子的湮灭与衰变，并计算了动力学混合（希格斯门户）情形下最轻矢量介子（标量强子）寿命的上限。我们讨论了这些寿命约束在使用 LHCb VELO 或 ATLAS/CMS 内部探测器的长寿命粒子搜索中的应用。
引用
@article{arxiv.1901.09936,
title = {Detector-size Upper Bounds on Dark Hadron Lifetime from Cosmology},
author = {Lingfeng Li and Yuhsin Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09936},
year = {2019}
}
备注
19 pages plus reference, 8 figures; Matches published version in JHEP; fix the author's information