探索由 Z₂ 偶型介子介导的阴影暗物质——在阴影子对撞机中的研究
高能物理 - 唯象学
2026-03-11 v2 高能物理 - 实验
摘要
银河中心 GeV 过剩 (GCE) 仍是我们银河内部区域引力波信号中颇具吸引力但仍不明朗的信号。阴影暗物质 (DM)，即仅通过新介子与阴影子耦合的暗物质，提供了一种既能解释 GCE 又能自然规避直接探测、碰撞实验搜索以及其他多信使观测约束的可行解释。基于前述全局拟合中确定的可行非共振参数空间，我们在未来 3 TeV 阴影子对撞机背景下，对含有 Z₂ 偶型介子的简化模型进行了系统性研究，探索阴影暗物质的发现前景。研究了四种不同的搜索策略：可见 on-shell 介子衰变（μ⁺μ⁻γ 最终态）、不可见 on-shell 介子衰变（单光子加失踪能量）、通过次级介子产生的单光子生产，以及向量玻色子融合生产。通过采用切比计数方法进行详细的信号-背景分析，我们在七个代表性模型的广泛介子质量范围内，预测了 95% 置信水平的排除限值。我们的结果表明，所预测的限值涵盖了解释 GCE 的可行参数空间的一个显著部分，确立了阴影子对撞机作为检验阴影暗物质假设的决定性机器。
引用
@article{arxiv.2511.21290,
title = {Exploring muonphilic dark matter with the $Z_2$-even mediator at muon colliders},
author = {Wanyun Chen and Haoqi Li and Chih-Ting Lu and Qiulei Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21290},
year = {2026}
}
备注
33 pages, 17 figures, 23 tables; To be published in Chinese Physics C