28 TeV 强子对撞机上的超对称性：高能 LHC (HE-LHC)

在 $\sim 125$ GeV 处希格斯玻色子的发现表明，弱标度超对称性的尺度高于希格斯玻色子发现前时代的预期，并位于数 TeV 区域。这使得超对称性的发现更具挑战性，并主张在 $\sqrt s=14$ TeV 的 LHC 之外建造强子对撞机。CERN 的未来环形对撞机 (FCC) 研究正在考虑在日内瓦湖盆地 100 km 隧道中安装一台 100 TeV 对撞机。中国正在考虑的另一台 100 km 对撞机是超级质子-质子对撞机 (SppC)。最近提出的第三种可能性是高能 LHC (HE-LHC)，它将使用现有的 CERN 隧道，但通过采用 FCC 磁体技术以显著高于高亮度 LHC (HL-LHC) 的亮度实现 28 TeV 质心能量。在这项工作中，我们研究了 HE-LHC 发现超对称性的潜力。我们在希格斯玻色子质量和暗物质遗迹密度约束下研究了一类超引力统一模型，并将该分析与 HL-LHC 的潜在可达范围进行比较。给出了一组超出 HL-LHC 发现潜力但可在 HE-LHC 上发现的基准点。作为比较，我们研究了在 HE-LHC 上也可在 HL-LHC 上发现的模型点。对于这些模型点，发现其发现需要 HL-LHC 运行 5-8 年，而相同参数点在以其最优亮度 $2.5\times 10^{35}$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$ 运行的 HE-LHC 上可在数周至 $\sim 1.5$ 年的时间内被发现。分析表明，应认真推进 HE-LHC 的可能性，因为它将显著扩大超对称性相对于 HL-LHC 的发现范围并缩短发现所需的运行周期。