暗企鹅照亮对撞机
高能物理 - 唯象学
2015-03-17 v1 高能物理 - 实验
摘要
对撞机实验是约束暗物质(DM)相互作用最有前景的方法之一。对于几类DM-标准模型耦合，为有意义地解释结果需要超越有效场论，考虑带有轻媒介子的简化模型。这在圈介导相互作用的情况下尤为重要。本文中，我们通过将在对撞机过程中介导耦合的、由暗企鹅(Dark Penguin)给出的单圈动量依赖形状因子纳入考虑，首次对磁偶极相互作用DM进行了简化模型研究。我们计算了在 和 TeV LHC上单喷注、单光子和双光子搜寻给出的界限，并将结果与直接探测和间接探测实验进行比较。也探讨了未来在 TeV强子对撞机和ILC上的搜寻。我们发现最优搜寻策略需要对缺失横能量施加宽松的截断，以捕获媒介子实产生阈值附近形状因子的增强。我们考虑了最小模型以及可访问DM之外附加态的模型。在后一种情况下，基于暗区中无规味结构的假设，LHC单光子和双光子搜寻将能设定比最小情形强得多的界限。利用 变量可能可以测定较重暗费米子的质量。此外，若暗企鹅的味结构几乎与DM质量本征态对齐，则可观测到较重暗费米子衰变到DM和光子产生的位移信号。这使我们能够根据现有的非指向光子搜寻来约束模型的混合与耦合。
引用
@article{arxiv.1503.04204,
title = {The Dark Penguin Shines Light at Colliders},
author = {Reinard Primulando and Ennio Salvioni and Yuhsin Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.04204},
year = {2015}
}
备注
32 pages + appendices and references, 22 figures