当前与未来强子对撞机上的GUT模型及其对暗物质搜索的启示

大统一理论(GUT)在高能标下对电磁、弱和强相互作用提供了优雅统一的描述。一种现象学且令人兴奋的把握GUT的可能性是搜索源自嵌入GUT构造中阿贝尔群的TeV尺度可观测量。也就是说，我们使用双轻子数据(ee和$\mu\mu$)，已被证明是超出标准模型理论中广泛新现象的黄金通道，来探测GUT启发的模型。由于重型双轻子共振具有高信号选择效率和相对良好理解的本底，可以对这类理论中出现的$Z^{\prime}$规范玻色子质量施加严格且可靠的界限。本工作中，我们利用当前和未来质子-质子对撞机($\sqrt{s}= 13~{\rm TeV},\, 33~{\rm TeV},\,{\rm and}\, 100$~TeV)获得了几个GUT模型的$Z^{\prime}$质量在95\% C.L.下的界限，并在下一代直接探测实验的背景下将其与暗物质搜索联系起来。