正负电子对撞机上大质量暗光子的产生与约束

暗扇区可能通过一个或多个媒介粒子与标准模型耦合。我们讨论两类媒介粒子：暗光子 $A^{\prime}$ 和暗标量媒介粒子 $\phi$。讨论了过程 $e^{+} e^{-} \rightarrow q \bar{q} A^{\prime}$ 和 $e^{+} e^{-} \rightarrow q \bar{q} \phi$（$q=u,~d,~c,~s$ 和 $b$ 夸克）的总截面及各种微分分布。由于未来 $e^{+} e^{-}$ 对撞机上本底更干净，我们重点研究不可见衰变的 $A^{\prime}$。研究发现，双喷注系统的运动学分布可用于识别（或排除）暗光子和暗标量媒介粒子，并区分二者。我们进一步研究了在未来 CEPC 实验上以 $\sqrt{s}=$ 91.2 GeV 和 240 GeV 质心能量搜寻暗光子的可能性。若 CEPC 在 $\sqrt{s}=$ 91.2 GeV 运行，将有可能在不到一年的运行时间内对暗光子（20 GeV $< m_{A^{\prime}} <$ 60 GeV）进行决定性测量。文中给出了对应显著性 $S/\sqrt{B}=$ 2$\sigma$、3$\sigma$ 和 5$\sigma$ 的积分亮度下限。