在SPS上搜寻轻暗物质的实验提案

若干暗物质模型暗示存在由SU(3)_C x SU(2)_L x U(1)_Y单态场构成的暗扇区。这些粒子扇区不与普通物质直接相互作用，但可能通过引力与之耦合。除引力外，普通物质与暗物质之间可能存在另一种由U'(1)规范玻色子A'（暗光子）介导的极弱相互作用，这些暗光子与我们的光子混合。在一类模型中，相应的暗规范玻色子可以是轻的，且其$\gamma$-A'耦合强度处于实验上可及且理论上感兴趣的区域。如果此类A'媒介子存在，其双电子衰变A' -> e+e-可通过“光照穿墙”实验进行搜寻，寻找探测器中由单个高能电子产生的双簇射特征事件超出。本文提出了一项旨在利用CERN SPS的10-300 GeV电子束探索混合强度10^-5 < $\epsilon$ < 10^-3且质量M_A' < 100 MeV这一尚未探索区域的实验提案。该实验可对计划由其他搜寻手段探测的参数空间提供互补覆盖。它还具有灵敏搜寻A'不可见衰变至暗扇区粒子（如暗物质）的能力，这可能覆盖仍被允许的参数空间的相当大一部分。所提议测量的完整运行时间要求长达数月，并可在不同的SPS次级束流上进行。