MSSM 的 U(1)_{B-L} 扩展中的超粒子能谱与暗物质

我们考虑一类 SUSY 模型，其中 MSSM 规范群补充了一个规范化的 $U(1)_{B-L}$ 对称性和一个整体的 $U(1)_{R}$ 对称性。该扩展仅引入电中性态，且新的 SUSY 伙伴有效地使中性微子 sector 的态数翻倍，现在包含来自 $B-L$ 的 blino 以及来自规范单态超场的 singlino。若 DM 密度由 LSP 中性微子饱和，该模型依据 DM 组成产生相当丰富的现象学。LSP 遗迹密度约束给出 stop 与 gluino 质量分别约 3 TeV 和 4 TeV 的下界，这可在近未来的对撞机实验如 HL-LHC 中检验。chargino 质量介于 0.24 TeV 与约 2.0 TeV 之间，可基于允许的衰变通道检验。我们还发现 $m_{\tilde{\tau}_{1}}\gtrsim 500$ GeV，以及 $m_{\tilde{e}},m_{\tilde{\mu}},m_{\tilde{\nu}^{S,P}} \gtrsim 1$ TeV。我们鉴别出在质量区间 $0.24 \,{\rm TeV} \lesssim m_{\tilde{\chi}_{1}^{0}}\approx m_{\tilde{\chi}_{1}^{\pm}}\lesssim 1.5$ TeV 内的 chargino-中性微子共湮灭过程，以及涉及 stau、selectron、smuon 和 sneutrino 且质量约 1 TeV 的共湮灭过程。此外，在约 1 TeV 处发现 $A_{2}$ 共振解，并在约 0.5 TeV 与 1 TeV 处给出 $H_{2}$ 与 $H_{3}$ 共振解。部分具有 $\tan\beta \gtrsim 20$ 的 $A_{2}$ 共振解可通过 $A/H\rightarrow \tau^{+}\tau^{-}$ 的 LHC 搜索检验。尽管遗迹密度约束排除了 bino 类 DM，仍可在不同质量尺度上实现 higgsino、singlino 与 blino 类 DM。我们表明所有这些解都将在未来的直接探测实验如 LUX-Zeplin 与 Xenon-nT 中得到检验。