在 LHC 上以消失径迹探测暗物质
高能物理 - 唯象学
2021-05-19 v1
摘要
在暗物质属于弱电多重态的模型中，由于与介子质量同量级的中性-带电质量差，带电粒子具有宏观寿命。在大型强子对撞机 (LHC) 上，ATLAS 与 CMS 实验将把这些带电粒子识别为消失径迹，因为它们衰变为一个不可见的大质量暗物质候选者和一个极软的带电标准模型粒子，后者无法满足重建要求。尽管 ATLAS 与 CMS 已聚焦于这些情形的超对称版本，我们在此将 ATLAS 最新的消失径迹搜寻 reinterpret 为一系列具有不同自旋和弱电量子数的暗物质多重态。更具体地，我们考虑惰性双希格斯二重态模型 (i2HDM)、最小费米子暗物质 (MFDM) 与矢量三重态暗物质 (VTDM) 的情形。我们的流程通过使用 ATLAS 合作组所采用的相同 wino 与 higgsino 基准模型得以验证。我们发现，借助消失径迹信号可探测大片参数空间，远超prompt型缺失能量搜寻（尤其是单喷注）的触及范围。我们提供了所有考虑模型在寿命-暗物质质量平面上的截面上限表与效率表。此外，我们将此处所用的重铸代码作为 LLP 重铸仓库的一部分公开。
引用
@article{arxiv.2008.08581,
title = {Probing Dark Matter with Disappearing Tracks at the LHC},
author = {Alexander Belyaev and Stefan Prestel and Felipe Rojas-Abbate and Jose Zurita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08581},
year = {2021}
}
备注
34 pages, 8 figures, 10 tables