14 TeV和100 TeV下的中性子暗物质

近年来，暗物质搜索不断加强，来自对撞机搜索、直接探测和间接探测的竞争性界限不断涌现。大型强子对撞机（LHC）的对撞机搜索缺乏必要的质心能量来探测TeV量级的暗物质。然而，正是TeV量级的暗物质在许多超对称模型中仍然可行。本文研究了100 TeV质子-质子对撞机对中性子暗物质的探测能力，并与14 TeV LHC的预测进行了比较。我们采用超对称简化模型方法，并给出了单喷注搜索、软轻子搜索和消失径迹搜索的探测范围估计。这些搜索应用于纯中性子谱、压缩中性子谱和共湮灭谱。我们发现，从14 TeV到100 TeV，质量探测范围提高了4-5倍。更具体地说，在1%系统不确定度下，100 TeV对撞机可以在单喷注通道中排除高达1.4 TeV的wino和850 GeV的higgsino。胶子共湮灭场景中，中性子质量可达6.2 TeV，停止子质量2.8 TeV，超夸克质量4.0 TeV。使用软轻子搜索，对于chargino-neutralino质量分裂Δm=20-30 GeV的压缩谱，可以排除约1 TeV的中性子。在chargino寿命足够长的情况下，消失径迹搜索非常有效，我们推断当前实验界限，估计可以探测到约2 TeV的wino，并排除约3 TeV的wino。