利用 FASER 扩展非弹性偶极暗物质的发现潜力

中性粒子因难以通过电磁相互作用观测而著称。因此，它们在大多数对撞机探测器中自然难以被探测到。在本文中，我们指出，通过偶极相互作用进行相互作用的中性粒子，仍然可以在设计用于搜寻长寿命粒子（LLPs）的远前向探测器中探测到。与以往专注于具有弹性相互作用的中性粒子的分析不同，我们考虑了非弹性相互作用。这自然导致了长寿命粒子，并且我们证明 FASER（以及未来在 Forward Physics Facility 的实验）将能够探测相关参数空间的相当大区域。特别是，我们发现 FASER 能够探测参数空间中热冻结产生具有适当遗迹丰度的 $\mathcal{O}$(GeV) 暗物质候选者的区域，以及在固定靶实验中难以探测的参数空间区域。因此，FASER 及其后续实验可能在此类暗物质候选者的发现中发挥关键作用。