探索惰性 Higgs 二重态模型的对撞机特征

我们重新研究了未来 LHC 实验中暗物质惰性二重态模型 (IDM) 的多轻子 ($ml$) + ${E\!\!\!\!/_T}$ + $X$ 特征，针对 $m =$ 3, 4 进行了模拟，并首次模拟了 $m = 5$ 的情况。这里 $X$ 代表任意数量的喷注。我们使用满足通常约束（如幺正性、微扰性、精确电弱数据、观测到的宇宙暗物质遗迹密度，以及最重要的，来自后 Higgs ($h$) 发现时代的严格 LHC 约束，如测量的 $M_h$ 和 $h$ 衰变不可见宽度的上限，这些在早期多轻子特征分析中均未包含）的基准点来说明这些信号。我们发现，如果将 IDM 模型嵌入大沙漠 (grand dessert) 场景使得幺正性约束保持到很高的能标，那么对于 $\sim 3000 ~{\rm fb}^{-1}$ 的积分亮度，上述约束所允许的高度受限参数空间的全部都可以通过 LHC 的 $3l$ 信号进行探测。另一方面，如果任何新物理学出现在 $\sim$ 10~TeV 的能标处，则只能探测到扩大的允许参数空间的一部分。当积累足够的积分亮度时，$4l$ 和 $5l$ 信号可以帮助区分不同的 IDM 场景。