在轻子对撞机通过希格斯门户探索暗区
高能物理 - 唯象学
2015-06-17 v2 高能物理 - 实验
摘要
我们研究了在 对撞机上探测隐藏区的前景。假设该隐藏区由不带标准模型规范相互作用电荷的不可见粒子组成,其与普通物质的主要相互作用是通过希格斯门户进行的。我们考虑了两种情况:在壳希格斯衰变为一对隐藏区粒子在运动学上是允许的,以及此类衰变在运动学上是禁止的。我们发现,在低于 TeV 的对撞机能量下,最灵敏的通道涉及伴随 Z 玻色子产生在壳或离壳希格斯,随后希格斯衰变为不可见的隐藏区态。聚焦于该通道,我们发现,在 250 GeV 能量下利用约一千 inverse fb 的数据,在壳希格斯衰变到不可见隐藏区态的分支比可被限制在百分之零点五以下。在大部分参数空间中,由此得出的希格斯门户暗物质限制将强于当前及即将进行的直接探测实验的界限。利用相同数量的数据在 500 GeV 能量下,假设耦合系数为量级一,还可以探测总质量高达约 200 GeV 的隐藏区态的离壳希格斯衰变。与大强子对撞机(LHC)相比,在壳和离壳两种情况均代表了灵敏度的显著提升。
引用
@article{arxiv.1311.3306,
title = {Exploring a Dark Sector Through the Higgs Portal at a Lepton Collider},
author = {Zackaria Chacko and Yanou Cui and Sungwoo Hong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.3306},
year = {2015}
}
备注
7 pages, 6 figures, minor revisions, with added references, new version to appear in Physics Letters B