LHC上双组分标量暗物质的软双缪子特征

我们探索了大型强子对撞机在相反符号双缪子加缺失横动量并伴随硬射流的最终态中探测双组分标量暗物质情景的潜力。该信号的特征是软双缪子系统，其不变量远低于$m_Z$。我们考虑一个3-希格斯二重态模型，其中一个活跃和两个惰性标量二重态，其中$Z_2 \times Z_2'$对称性稳定了每个惰性部门中最轻的中性标量，产生两个标量暗物质候选者。相关参数空间根据两个暗物质质量和每个暗物质候选者与其对应的次轻标量态之间的质量差来映射。我们进行了探测器级别的蒙特卡洛分析，并设计了一个专门的基于截断的选择，包括适应信号拓扑的横质量要求。对于一个代表性基准点，我们在Run 3下以${\cal L}=300~{\rm fb}^{-1}$获得$S/B\simeq 9.8\%$和仅统计显著性$S/\sqrt{B}=1.35$，在仅统计外推到${\cal L}=4~{\rm ab}^{-1}$时增加到$S/\sqrt{B}=4.93$。在完整选择之前，两个暗部门在双缪子不变量分布中产生双峰结构。然而，在为包容性灵敏度优化的截断之后，该特征在统计上不足以确定信号的双组分起源。该基准点是欠丰的，被解释为次主导的双组分暗物质情景，而对撞机分析与其宇宙学丰度无关。尽管数值研究是在I(2+1)HDM中进行的，但结果适用于具有类似电弱伴随产生和级联衰变的弱相互作用部门，其中与暗物质候选者质量差小于$m_Z$的较重态通过离壳$Z$玻色子产生软缪子对。