LHC 对压缩质量情形暗物质的搜寻：前向质子模式的挑战

我们详细分析了在质心能量 14 TeV 下，LHC 在压缩超对称情形中通过排他性光子诱发对产生搜寻衰变为轻子的带电电弱微子（electroweakino）的前景。与包含性信道相比，这提供了潜在增强的灵敏度，后者背景往往压倒性。我们特别关注此类搜寻在 LHC 恶劣高 pile-up 环境中将面临的挑战，仔细考量将出现的背景。我们关注的信号是同味缪子与电子对的排他性产生，末态带缺失能量，并有两颗出射完整质子由与 ATLAS 和 CMS 联合安装的专用前向质子探测器记录。我们给出了 sleptron 质量 120--300 GeV 与 slepton--neutralino 质量分裂 10--20 GeV 的结果，发现相关背景可控制到预期信号产额水平。最显著的此类背景来自低质量下半排他性轻子对产生（初始质子解离系统中产生的质子在前向探测器中记录），以及 pile-up 事件中产生的前向质子与模仿信号的中心包含性事件重合。我们还概述了一系列潜在方法，以进一步抑制这些背景并增大信号产额。