CP偶性轴子类粒子的唯象研究

轴子或轴子类粒子（ALP）通常被视为全局 U(1) 对称性自发破缺产生的 CP 奇 Nambu-Goldstone 玻色子（NGB）。本文指出，在很大一类简单（或或许是最简单的）可重整化模型中，该 NGB 表现为与标准模型粒子耦合的 CP 偶粒子。我们首次对 CP 偶 ALP 的对撞机唯象与宇宙学进行了研究。在自然参数区域内，CP 偶 ALP 可在对撞机中由希格斯玻色子衰变产生。当质量不太轻时，信号将表现为希格斯反常衰变、希格斯衰变到位移顶点×2、希格斯衰变到位移顶点加丢失能量。通过测量轻新粒子的衰变长度与衰变产物，该信号可与其他模型（如隐光子）区分。此外，当 $m_a\lesssim\,$MeV 时（此时希格斯玻色子不可见衰变可在对撞机中探测），CP 偶 ALP 是一个很好的暗物质（DM）候选者。该 DM 可通过 21cm 线测量、Vera Rubin 天文台对未来银河系质量晕函数的测量以及 X 或 $\gamma$ 射线观测来探测。文中讨论了 DM 的产生机制。