轻子门户暗物质

我们研究了一类简化的暗物质模型，其中暗物质直接与媒介子和带电轻子耦合。这类轻子门户 (Lepton Portal) 暗物质模型具有非常丰富的现象学特征：它拥有由圈图生成的暗物质电磁矩，可产生直接探测信号；它通过暗物质湮灭对宇宙正电子流中的间接探测做出贡献；它在对撞机上提供相同味、相反符号的双轻子加缺失横向能量的特征信号。我们确定了当前实验对轻子门户框架下狄拉克费米子、马约拉纳费米子和复标量暗物质情形的模型参数空间的限制。我们还针对 14 TeV LHC 在 100 反飞巴积分亮度下对暗物质参数空间的探测能力进行了对撞机研究。对于复标量暗物质情形，LHC 提供了非常严格的限制，其探测范围可解释为对高达 500 GeV 的暗物质质量，其暗物质 - 核子散射截面的限制强至 0.2 仄靶 (zeptobarn)。我们还证明，通过使用类 Breit-Wigner 公式拟合主导双玻色子背景的双轻子 $M_{T2}$ 尾部，可以改进当前的对撞机搜索。