GmSUGRA 模型下轻中子光子暗物质在未来碱金斯实验中的表征

我们对最小超对称标准模型 (Minimal Supersymmetric Standard Model, MSSM) 中的轻右手 slepton bulk 区域，以及 Higgs- 和 $Z$-共振区进行了详尽的研究，聚焦于 higgsino 质量参数情景 $\mu < 0$，因为 $\mu$ 亦可使伽马射线暗物质模型与标准模型 (Standard Model, SM) 预测相符。我们系统地探索了参数空间，其中 bulk 区域保守地定义为质量分裂比 $$\mathcal{R}_{\tilde{\phi}} = \frac{m_{\tilde{\phi}} - m_{\tilde{\chi}_1^0}}{m_{\tilde{\chi}_1^0}} \gtrsim 10\%$$。特别地，我们分析右手 stau ($\tilde{\tau}_R$) 作为下一个次最轻超对称粒子 (Next-to-Lightest Supersymmetric Particle, NLSP) 的情况。我们发现了一个与当前实验限制相符的可观测参数空间，包括来自 LHC 超对称搜索、Planck 2018 余引密度测量以及中子-中子散射的直接探测限制。该区域自然容纳了由右手 slepton 中介的 bulk 消散通道。我们得到了对最轻中子光子 $m_{\tilde{\chi}_1^0} \lesssim 143~\text{GeV}$ 和右手 stau $m_{\tilde{\tau}_R} \lesssim 158~\text{GeV}$ 的稳健上界。该识别出的 bulk 区域在即将到来的暗物质直接探测设施（如 LUX-ZEPLIN）以及未来的高能 $e^+e^-$ 碱金斯实验（包括 FCC$_{\text{ee}}$ 和 CEPC）内可被发现。相反，右手 selectron 作为 NLSP 的情景已被当前 LHC 数据排除。进一步地，我们找到的参数空间还为 $\mu$ 的异常磁矩贡献，$a_\mu = (g_\mu - 2)/2$ 提供了一致的解释。