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单喷注 versus 其余世界 I:t-道模型

高能物理 - 唯象学 2015-06-18 v1 高能物理 - 实验

摘要

利用有效场论 (EFT) 算符进行的单喷注搜索通常被解释为对直接探测 (DD) 散射截面的稳健且模型无关的约束。与此同时,必须在 LHC 上存在一种媒介粒子才能产生暗物质 (DM)。该媒介粒子可能产生于壳 (on shell),因此对媒介粒子的直接搜索可以约束应用于单喷注约束的有效算符。在这第一篇论文中,我们对单喷注搜索中的 t-道模型进行了案例研究,其中(标准模型单态)暗物质通过 t-道媒介粒子成对产生,其超对称类比物是标夸克。我们将单喷注约束与来自多喷注加缺失能量搜索的媒介粒子单产生或成对产生的直接约束进行了比较,并确定了后者占主导地位的区域。我们表明,使用超对称简化模型并在窄宽度近似下计算界限(如文献中先前的工作所做的那样)忽略了重要的定量效应。我们进行了完整的事件模拟和统计分析,并计算了媒介粒子壳上和壳外产生 (off-shell production) 的效应,表明对于单喷注和多喷注加缺失能量搜索,先前推导出的界限比通过在模拟中包含所有相关过程所能提取的界限更为保守。单喷注搜索和超对称 (SUSY) 搜索在广泛的参数空间范围内提供了可比的界限,其中 SUSY 搜索通常提供更强的界限,除了在暗物质粒子和媒介粒子质量非常简并的区域。EFT 近似很少能够重现实际的极限。在随后的一篇论文中,我们将考虑 s-道媒介粒子的情况。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.2285,
  title  = {Monojet versus rest of the world I: t-channel Models},
  author = {Michele Papucci and Alessandro Vichi and Kathryn M. Zurek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.2285},
  year   = {2015}
}

备注

22 pages + appendices, 10 figures