扩展 LHC 对轻赝标量介子及隐蔽暗区的覆盖范围

许多涉及弱相互作用大质量粒子 (WIMPs) 的暗物质模型都包含新的、相对较轻的赝标量粒子，它们介导暗物质对湮灭成标准模型费米子。特别是，此类简单模型可以解释费米大视场望远镜 (Fermi Large Area Telescope) 观测到的源自银河系中心的伽马射线超出。在许多情况下，赝标量衰变到 WIMPs 的分支比受到抑制，使得这些态难以通过标准暗物质搜寻在对撞机上被探测到。在此，我们研究了在不利用缺失能量技术的情况下，在 LHC 上观测这些轻介子态的前景。虽然现有的搜寻有效地探测了质量在 5 - 14 GeV 之间以及高于 90 GeV 的赝标量，但 LHC 的探测范围可以扩展，以覆盖中间 20 - 80 GeV 质量范围内的大部分有趣参数空间，在该范围内介子可以与标准模型费米子具有显著的类 Yukawa 耦合，但却逃过了 LEP 和其他实验的探测。通过轻赝标量介子解释银河系中心超出的模型，可以在该区域通过与底夸克的伴随产生而产生有希望的信号，同时满足所有其他现有约束。我们进行了本底和触发效率分析，详细说明了可用于提取信号的截断条件。这些模型中原本不受约束的参数空间的很大一部分可以在 13 TeV LHC 上利用 100 fb$^{-1}$ 的数据进行确凿性检验，我们鼓励 ATLAS 和 CMS 合作组将其现有搜寻扩展到此质量范围。