Invisible Z' and dark matter: LHC vs LUX constraints
我们考虑一个简单的，但一般的情况下，一个新的重$Z'$规范玻色子耦合到SM费米子和暗物质。在这个框架中，我们面临的最佳LHC限制额外的规范玻色子$Z'$耦合到暗物质从直接检测实验的约束。特别是，我们表明，大型强子对撞机搜索共振生产的双轻子和最近的排斥限制LUX合作得到的互补约束。总之，它们对不可见的分支比施加了很强的限制，并排除了通用$Z'$模型的大部分参数空间。我们的研究包括许多可能的$Z'$模型，包括SSM，$E_6$启发或B-L场景。
2014-02-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Invisible Higgs Decay Width vs. Dark Matter Direct Detection Cross Section in Higgs Portal Dark Matter Models
在Higgs门DM模型中，不可见Higgs分支比（$B_h^{\rm inv} $）与暗物质（DM）直接探测（$σ_p^{\rm SI}$）之间的相关性通常在有效场论（EFT）框架中给出。这对于单重标量DM是好的，但在单重费米子DM（SFDM）或矢量DM（VDM）模型中不是。在本文中，我们推导出这种相关性的显式表达式内的UV完成的SFDM和VDM模型与Higgs门户，并讨论EFT方法的局限性。我们证明了在紫外完备中$σ_p^{\rm SI}$至少还有两个额外的隐藏参数：类单态标量质量$m_2$和它与SM Higgs玻色子的混合角$α$（$h$）.特别是，如果类单态标量比SM希格斯玻色子（$m_2 < m_h \cos α/ \sqrt{1 + \cos^2 α}$）轻，对撞机束缚就会比基于EFT的束缚弱。
2014-05-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hierarchies of Susy Splittings and Invisible Photinos as Dark Matter
我们将探讨如何在超级伙伴之间的分裂中生成层次结构。一些后果是存在暗物质的不可见成分、新的暴胀子候选者、不可见的磁单极和许多可能在各个时代占主导地位的不可见粒子，特别是在BBN和随后的重组和衰变之间。
2011-01-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Invisible and Semi-invisible Decays of Bottom Baryons
该研究针对B-介子产生机制，系统分析底重子的不可见与半不可见衰变，借助QCD框架计算强子矩阵元，估算未来对撞机相关衰变对新物理参数的约束，为探测暗物质与重子起源关联提供信号途径。
2024-08-19 hep-ex hep-ph
Dark Matter from Late Invisible Decays to/of Gravitinos
在这项工作中，我们筛选出一个简单的超对称框架的后期不可见的衰变到/的引力子。我们研究了引力子是最轻超对称粒子和次轻超对称粒子的两种情况。次轻的超对称粒子衰变为两个暗物质候选者，由于引力抑制的相互作用，它的寿命很长。然而，由于不存在任何强子或电磁产物，它满足大爆炸核合成和宇宙微波背景所设定的严格边界。在看不见的衰变中产生的暗物质候选者中的一个或两个可以贡献暗辐射的量，并抑制星系功率谱和莱曼α森林数据所探测的尺度上的扰动。我们表明，这些约束条件是满足在大区域的参数空间，因此，后期不可见的衰变/引力子可以负责整个暗物质遗迹丰度。
2014-12-27 astro-ph.CO hep-ph
Funnel annihilations of light dark matter and the invisible decay of the Higgs boson
半约束NMSSM（scNMSSM），或NMSSM与非普适希格斯质量，可以自然地预测一个轻的暗物质在当前的约束条件下，包括希格斯数据，sparticle质量的边界，暗物质搜索，μ子g-2等。在这项工作中，我们以scNMSSM的这种情况为例，研究的漏斗湮灭机制的轻暗物质（$1\!\thicksim\!62$ GeV）和不可见的希格斯衰变。在这种情况下，我们发现：（i）LSP $\tildeχ^0_1$可以有四种漏斗湮灭机制，它们是$h_2$、$Z$、$h_1$和$a_1$漏斗。(ii)对于具有合适残余密度的$h_1$和$a_1$漏斗，其$\tildeχ^0_1$质量小于12 GeV，不可见的Higgs衰变最多可以是$2\%$。(iii)对于具有合适残余密度的$h_2$和$Z$漏斗，不可见Higgs衰变最多分别为$0.4\%$和$1\%$左右。(iv)如果在HL-LHC中发现了不可见的希格斯衰变，那么光暗物质的四种漏斗湮灭机制可能都被排除在外，而$\tildeχ^0_1$是唯一的暗物质来源。四个基准点，一个为每个机制，提出了未来的检查与更新的实验结果。
2020-06-05 hep-ex hep-ph
Low Mass Dark Matter and Invisible Higgs Width In Darkon Models
标准模型（SM）加上一个称为暗子的实规范单重态标量场（SM+D）是最简单的具有弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质候选者的模型。在该模型中，参数由暗物质遗迹密度和直接搜索约束。暗子和SM粒子之间的相互作用仅由希格斯玻色子交换介导的事实可能导致对希格斯玻色子性质的显著修改。如果暗物质的质量小于希格斯玻色子质量的一半，希格斯玻色子可以衰变成一对暗子，从而产生一个大的不可见的分支比。希格斯玻色子将在大型强子对撞机上被搜寻，很可能在不久的将来被发现。如果一个不可见衰变宽度很小的希格斯玻色子将被发现，那么具有小暗物质质量的SM+D模型将陷入困境。我们发现，通过将SM+D模型推广到两个Higgs二重态加一个暗子模型（THDM+D），可以得到一个具有较小不可见分支比的希格斯玻色子，同时暗物质可以具有较低的质量.我们还评论这个模型的其他影响。
2011-02-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for invisible dark photon in $γe$ scattering at future lepton colliders
首次考察了在未来的轻子对撞机ILC、CLIC和CEPC上$γe^-$散射中大质量暗光子的产生。DP的不可见衰减模式被解决。研究了康普顿背散射光子与极化电子的非极化散射和碰撞，给出了丢失的能量分布。我们考虑了DP质量$m_{A'}$的宽范围10 GeV - 1000 GeV。在95% C. L.在平面$(\varepsilon, m_{A'})$中，其中$\varepsilon$是动力学混合参数。
2022-04-11 hep-ex hep-ph
Recommendations of the LHC Dark Matter Working Group: Comparing LHC searches for heavy mediators of dark matter production in visible and invisible decay channels
TeV尺度的弱耦合粒子可能介导正常物质和暗物质之间的相互作用。如果是这样的话，大型强子对撞机将通过这些介质产生暗物质，导致熟悉的“单X”搜索签名，但介质也会通过参与其产生的相同顶点产生信号而不会丢失动量。LHC暗物质工作组的这份文件根据2016年9月19日/20日举行的研讨会和随后的讨论，建议如何比较在矢量和轴向矢量介体的情况下对这两种类型信号的搜索。这些建议包括如何扩展已经广泛使用的自旋1介导的简化模型，以包括轻子耦合。本文还提供了简化模型中遗迹密度的分析计算，并报告了ATLAS和CMS首次开始使用这些模型中暗物质遗迹密度的初步数值计算时出现的问题。
2017-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for invisible decays of the Higgs boson at the ILC
暗物质的存在已经在天体物理学中得到证实。然而，在标准模型~（SM）中没有暗物质候选者。如果暗物质粒子或其介体不能与SM费米子或规范玻色子相互作用，则希格斯玻色子玻色子是通向暗物质的唯一入口。我们提出了一个模拟研究，寻找无形的衰变的希格斯玻色子在ILC与ILD探测器。
2019-09-17 hep-ex hep-ph
Probing the dark sector via searches for invisible decays of the Higgs boson at the ILC
虽然各种天体物理观测都提出了暗物质（DM）的存在，但至今尚未发现。我们可以假设这样一个场景：解释DM的粒子只能通过与希格斯扇区的耦合（即所谓的希格斯门模型）与标准模型粒子相互作用。这个模型可以通过利用希格斯玻色子的不可见衰变的对撞机实验来研究。在这项研究中，我们评估的搜索能力的国际直线对撞机（ILC）的不可见的衰变的希格斯粒子使用国际大型探测器（ILD）的全探测器模拟。我们估计95%的C. L.上限（UL）的分支比不可见希格斯衰变，并比较它们之间的两个中心的质量能量条件：$\sqrt{s} = 250$ GeV和500 GeV。此外，我们描述了轻子对撞机实验对直接探测实验在DM搜索能力方面的补充。
2020-02-27 hep-ex hep-ph
$Z$-boson decays into an invisible dark photon at the LHC, HL-LHC and future lepton colliders
研究了高能碰撞中$Z$矢量玻色子衰变为光子和无质量暗光子的过程。光子可以被用作事件的触发器，而暗光子被间接地检测为事件终态中的丢失动量。我们研究了在LHC、HL-LHC和未来的轻子对撞机上寻找这种暗光子的可能性，并比较了各自的灵敏度。正如预期的那样，最好的结果是在$Z$质量，FCC-ee和CEPC运行的轻子对撞机，最终灵敏度为$O(10^{-11})$阶的分支比。我们还讨论了如何利用轻子碰撞事件的光子角分布来区分暗光子和赝标量态（如轴子）。
2020-06-29 hep-ex hep-ph
Measuring properties of a dark photon from semi-invisible decay of the Higgs boson
通过希格斯玻色子衰变为光子和不可见粒子，人们已经付出了相当大的努力来发现暗光子。一个尚未探索的问题是，如果在这个通道中发现过量的暗光子，那么在LHC上可以测量暗光子的哪些特性，以及我们是否可以确定这个信号是否确实是暗光子的信号。在本文中，我们试图解决这些问题的两个希格斯生产渠道：胶子融合和$Z$相关。首先，对无质量暗光子的质量上限和有质量暗光子的质量不确定性进行了展望。其次，我们研究了区分这个信号的希格斯衰变到一个引力伴子和一个中性伴子，衰变到一个光子和另一个引力伴子。最后，研究了观测希格斯粒子衰变为暗光子和$Z$玻色子的互补可能性。
2022-04-27 hep-ex hep-ph
Addendum to "Invisible Higgs decay width versus dark matter direct detection cross section in Higgs portal dark matter models"
本文为参考文献~的补遗。\cite{Baek:2014jga}。在极限$m_V \rightarrow 0^+$下讨论了Higgs门矢量暗物质（VDM）模型中不可见Higgs衰变宽度$Γ_{h}^{\rm inv}$.在有效场论（EFT）方法中，VDM质量归因于Stückelberg机制，$( Γ_{h}^{\rm inv} )_{\rm EFT}$是发散的，这是非物理的和令人困惑的。另一方面，$( Γ_{h}^{\rm inv} )_{\rm UV}$在UV完成中变得有限，其中VDM质量由暗希格斯机制产生。然后，我们可以通过取{ \it（i）}暗规范耦合$g_X \rightarrow 0^+$与固定的暗希格斯真空期望值$v_Φ$，或{ \it（ii）} $v_Φ\to 0^+$与固定的$g_X$来取极限$m_V \rightarrow 0^+$。$Γ_{h}^{\rm inv}$在无质量VDM极限下的行为差异表明了EFT对希格斯门VDM的另一个限制，以及规范不变和可重正化模型对希格斯门VDM的重要性。
2022-01-10 hep-ex hep-ph
Invisible Quarkonium Decays as a Sensitive Probe of Dark Matter
我们检查在一个模型独立的方式，可以在B工厂进行的测量与灵敏度暗物质。如果单重标量、赝标量或矢量存在，并介导标准模型-暗物质相互作用，它可以介导夸克偶素态的不可见衰变，如$Υ$、$J/Ψ$和$η$。这样的场景出现在超对称、扩展的希格斯扇区、超对称$μ$问题的解，以及来自大统一理论和弦理论的额外U（1）规范群的背景下。在$Υ(4S)$上运行的现有B工厂可以通过发射初始状态辐射（ISR）光子来产生较低的$Υ$共振。使用ISR和辐射衰变的组合，可以标记不可见衰变的夸克偶素共振的初始状态，从而对介导标准模型-暗物质相互作用的粒子的自旋和CP性质具有灵敏度。这些测量可以发现或对暗物质的情况施加强约束，其中暗物质大约比$b$ -夸克轻。对于衰变链$Υ(nS) \to π^+ π^- Υ(1S)$（n= 2，3），我们分析了占主导地位的背景，并确定在$Υ(4S)$收集的$400 fb^{-1}$，B工厂可以限制$BR(Υ(1S) \to invisible) \lsim 0.1%$。
2005-09-25 hep-ex hep-ph
Impact of Resonance on Thermal Targets for Invisible Dark Photon Searches
MeV到GeV质量范围内的暗光子是实验研究的重要目标。我们考虑暗光子$A'$通过$A' \to XX$不可见地衰减为隐藏的暗物质$X$的情况。对于一般的质量，建议加速器搜索被投射到探测参数空间的热目标区域，其中$X$粒子在早期宇宙中通过$XX \to A' \to \text{SM}$湮灭，并以正确的遗迹密度冻结。然而，如果是$m_{A'} \approx 2m_X$，则暗物质湮灭共振增强，将热目标区域转移到较弱的耦合。对于$\sim 10\%$简并，我们发现湮灭截面一般增强四（两）个数量级的标量（伪狄拉克）暗物质。对于这种适度的简并，热目标区域下降到弱耦合超出了所有建议的加速器实验在标量的情况下，并成为极具挑战性的伪狄拉克的情况下。建议的直接检测实验可以探测标量情况下的中度简并。对于更大的简并，共振的影响可能更加显著，标量和伪狄拉克情况都超出了所有建议的加速器和直接检测实验的范围。对于标量暗物质，我们找到了一个绝对最小值，它设置了探测整个热目标参数空间所需的最终实验灵敏度，但对于伪狄拉克费米子，我们没有找到这样的热目标地板。
2017-09-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Invisible and displaced dark matter signatures at Belle II
许多暗物质模型通常预测Belle II的不可见和位移签名，但由于触发算法效率低下，目前实施的搜索程序甚至可能错过引人注目的事件。特别令人感兴趣的是带有单个光子的末态，伴随着丢失的能量和一对位移的电子、μ子或强子。我们认为，位移顶点触发器将是必不可少的，以实现最佳的灵敏度在Belle II。为了说明这一点，我们研究了一个简单的，但动机良好的模型，热非弹性暗物质中，这种签名自然发生，并表明，否则无法访问的参数空间区域可以测试这样的搜索。我们还评估了BaBar和Belle II单光子搜索对该模型的敏感性，并提供了遗物密度目标的详细计算。
2020-02-10 hep-ex hep-ph
U-boson production in e+e- annihilations, psi and Upsilon decays, and Light Dark Matter
我们回想一下，在标准模型的超对称扩展中，一种新的轻规范玻色子是如何出现的，它又是如何表现得非常像一种轻的赝标量，而相应的对称性在比电弱更高的尺度上破缺的。这样一种新的规范玻色子U，很轻，耦合很弱，允许轻暗物质粒子，这可能是在银河系隆起的511 keV线的起源。它能直接在e+e-湮灭中找到吗？不那么容易，由于其耦合的各种约束，特别是轴向的约束，导致类似轴子的行为或额外的宇称违反效应。对于衰变Upr 2-> gamma +不可见U，可以使用能量密度来严格限制它与电子的轴向耦合，使其小于约10^-6 m_U（MeV）。到电子的矢量耦合原则上可以更大。我们从g_mu-2中发现，在合理的假设下，当m_U < m_mu时，这种耦合最大可以达到~ 1.3 × 10^-3。与标准模型的预期值相比，这种10^-3量级的耦合也可能是g_mu-2值偏大的原因。如果与中微子和电子的耦合相似，那么与电子的U耦合可能更小，例如\lsim 3 10^-6 m_U（MeV）。这大大限制了在e+e-> gamma U中探测到轻U玻色子的可能性。尽管如此，U交换可以提供适当尺寸的LDM粒子的湮灭截面，即使这可能需要光暗物质相对较强的自相互作用。
2007-02-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Visualizing Invisible Dark Matter Annihilation with the CMB and Matter Power Spectrum
我们研究了暗物质湮灭的宇宙学特征，其中暗物质湮灭为与标准模型解耦的暗辐射粒子。在简单的基准模型，我们认为在这里，这种无形的湮灭决定了遗迹丰富的DM通过黑暗的热冻结。我们证明了IAnDM可以通过可观察到的、新的相关签名来揭示自己：尺度依赖的$ΔN_\text{eff}$ DM剩余湮没导致的宇宙微波背景（CMB）谱中额外有效中微子的数量（μ s）增加，而声峰的相位相对于SM中微子的相位向相反的方向移动，类似于散射效应（流体状）热暗辐射;此外，IAnDM诱导修改的物质功率谱，类似于那些由于温暖的暗物质。目前的数据是敏感的IAnDM质量高达$\sim200$千电子伏，而未来的观测将提高这一范围，特别是如果后期DM湮灭截面是相对于标准的热值，这可以实现在各种情况下增强。这项工作也证明了一个新的可能性，实现热亚MeV DM与可观察到的信号。
2019-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Electron-Ion Collider as a Discovery Tool for Invisible Dark Bosons
Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）
电子-离子对撞机可通过高精度电子束测量和非相干散射标记技术，探测质量在10 MeV至10 GeV范围内的暗玻色子，其弱耦合和不可见衰变特性使其成为揭示暗物质相互作用的有力工具。
2026-10-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
A Unified picture of Dark Matter and Dark Energy from Invisible QCD
在另一篇论文中，宇宙的晚期加速可以通过将QCD颜色扩展到$SU(3)$不可见扇区（IQCD）来解释。在这项工作中，我们讨论了一个统一的框架，这样的暗手征破缺的规模决定了宇宙的加速膨胀，和暗物质的起源。我们发现暗夸克和胶子的强引力动力学演化最终形成奇异的暗星。我们根据暗大爆炸核合成理论讨论了这些暗致密天体的动力学复杂性。我们讨论了IQCD如何支持由非常紧凑的暗中子星，奇异/夸克星和黑洞组成的晕，质量为$M_{MACHO}< 10^{-7}M_{\odot}$。这避免了来自CNOO和EROS协作的限制以及来自集群的限制。我们还讨论了在暗物质搜索可能的现象学影响。我们认为，暗超新星和暗双星可以发出非常特殊的引力波信号测试的LIGO/VIRGO合作和未来的项目致力于这些方面。
2016-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Lightest Massive Invisible Particles at the LHC
在大型强子对撞机上观测到的具有大的横向能量缺失的新物理事件，可能会成为暗物质直接产生的证据。验证这些证据的关键一步是测量潜在的暗物质质量。例如，如果发现不可见粒子的质量与零一致，那么要确定观测到的是轻暗物质还是中微子可能会非常困难。我们假设新的不可见粒子是在类似ttbar的拓扑结构中成对产生的，并使用两种基于MT2的方法来测量与丢失能量相关的粒子的质量。我们没有模拟事件和背景，而是通过假设与MT2端点位置相关的不确定性的固定值来估计与测量不可见粒子质量相关的不确定性。我们发现，如果与测量MT2端点相关的不确定性非常乐观地为O（1 GeV），则不可见粒子的质量必须大于O（10 GeV），因此它们可以在95%CL下与无质量粒子区分开来。如果CoGeNT、DAMA/LIBRA和CRESST实验的结果确实揭示了质量为O（10 GeV）的轻暗物质的存在，那么我们的结果表明，LHC可能很难仅通过质量测量来区分暗物质和中微子。
2013-06-28 hep-ex hep-ph
Missing energy signature from invisible decays of dark photons at the CERN SPS
暗光子（$A'$）通过与来自电子散射离开核的韧致辐射光子混合而产生，可伴随着占主导地位的不可见$A'$衰变成暗扇区粒子。在这项工作中，我们讨论了这个过程中丢失的能量签名的实验NA 64旨在寻找$A'\to invisible$衰变与高能电子束在欧洲核子研究中心SPS。我们展示了可用于区分$A'\to invisible$信号与背景的变量的独特分布。详细模拟的探测器响应的事件与$A'$发射的结果。估计信号事件选择的效率。它是用来评估实验的灵敏度，并表明，它允许探测混合强度$10^{-6}\lesssim ε\lesssim 10^{-2}$和质量高达$M_{A'} \lesssim 1$ GeV的仍未探索的领域。所得结果与其他计算结果进行了比较。在信号观测的情况下，参数$M_{A'}$和$ε$通过使用丢失的能量谱形状的提取的可能性进行了讨论。作为一个例子，我们认为$A'$与质量16.7 MeV和混合$ε\lesssim 10^{-3}$，这可以解释最近观察到的事件过量的核跃迁的一个激发态的$^8$ Be。我们表明，如果这样的$A'$存在其不可见的衰减可以观察到在NA64在一个月内运行，而在几个月内积累的数据也将允许确定的$ε$和$M_{A'}$参数。
2016-10-12 hep-ex hep-ph
Footprint of Triplet Scalar Dark Matter in Direct, Indirect Search and Invisible Higgs Decay
在这次演讲中，我们将回顾惰性三重态模型（ITM），它为暗物质（DM）粒子提供了候选者。然后我们研究了希格斯玻色子玻色子可能衰变为DM候选粒子的情况，并利用现有的不可见希格斯玻色子衰变的实验数据来约束ITM的参数空间。我们还考虑了DM的间接搜索，并使用FermiLAT数据对参数空间进行约束。最后，我们比较了这个限制与LUX实验提供的低质量DM和不可见的希格斯衰变的约束。
2015-01-25 hep-ph
Probing invisible dark photon models via atmospheric collisions
本文利用超级神冈探测器探测大气碰撞产生的暗扇区粒子，在0.5-1.4 GeV质量范围内为不可见暗光子提供了超越BaBar和NA64的新约束。
2025-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Probing Invisible Vector Meson Decays with NA64 and LDMX
电子束固定靶实验，如NA 64和LDMX使用丢失的能量动量来检测暗物质和其他长寿命状态的产生。研究最多的产生机制是通过载体介体的暗韧致辐射。在这项工作中，我们探索了缺失的能量-动量信号的补充来源：韧致辐射光子可以在排他性的光生过程中转化为硬矢量介子，然后衰变为暗物质或其他不可见的粒子，如中微子。我们发现，现有的NA 64数据可以改善不可见光矢量介子衰变的主要限制，而未来运行的LDMX可以改善他们高达$5$数量级。对于暗光子和$U(1)_B$规范玻色子介质的例子，介子衰变的解释大大提高了这些实验的灵敏度，特别是对质量为$m_χ\gtrsim 0.1\ \mathrm{GeV}$的热遗迹暗物质。
2022-02-28 hep-ex hep-ph nucl-th
Invisible Higgs Decay in a Supersymmetric Inverse Seesaw Model with Light Sneutrino Dark Matter
在约束最小超对称标准模型（cMSSM）的框架内，通过MSSM单对扇区来解释中微子质量的非零性，最轻的超对称粒子（LSP）可以是质量小至50 GeV的混合中微子，满足所有现有的约束条件，从而有资格成为轻暗物质候选者.我们研究了在这个模型中最轻的中性希格斯玻色子衰变成一对超中微子LSP的可能性，从而在LHC上产生新的能量丢失信号。我们进行了两个参数的全球分析的大型强子对撞机希格斯数据迄今为止，以确定最佳的不可见的希格斯分支分数在这种情况下，并获得一个$2σ(1σ)$上限为0.23（0.12）。之后进行了详细的基于切割的分析，证明了我们提出的信号在大型强子对撞机的背景下的可行性。
2013-11-01 hep-ex hep-ph
One-loop Corrections to the Higgs Boson Invisible Decay in the Dark Doublet Phase of the N2HDM
希格斯粒子不可见的衰变宽度可能很快就会成为一个强大的工具，在大型强子对撞机上用暗物质候选者来探测标准模型的扩展。在这项工作中，我们计算了次领先阶（NLO）的电弱修正的125 GeV的希格斯衰变到两个暗物质粒子的宽度。该模型在暗双重态阶段是次极小的2-Higgs-doublet模型（N2 HDM），即只有一个双重态和单重态获得真空期望值。我们表明，目前的测量希格斯不可见的分支比，BR $(H \to$看不见的$< 0.11$），不会导致在领导阶模型的参数空间的约束。这是由于对希格斯耦合的非常精确的测量，但在不久的将来可能会改变。此外，如果要求NLO校正不是非物理上大的，则不能从NLO结果中提取对参数空间的限制。
2021-04-07 hep-ph
Experimental search for invisible dark matter axions around 22 μeV
针对20–30 μeV理论预言重叠区，利用12 T磁场中的多腔haloscope搜寻轴子-光子耦合微波信号，在90%置信水平上排除了21.86–22.00 μeV范围内KSVZ轴子作为暗物质的可能性。
2024-07-02 hep-ex hep-ph
Neutral Hadrons Disappearing into the Darkness
我们在一个代表性的暗区模型中研究了中性强子的不可见衰变。介子$K_L$和$B^0$衰变到暗区，其分支率可以达到目前的实验极限。中子衰变的速率要么可以解释中子寿命之谜（尽管只有在参数选择极端和质量微调值的情况下），要么刚好超过其不可见衰变的当前极限（$τ_N^{\rm inv} \ge 10^{29}$年）（如果运动学允许的话）。普通物质的这些不可见的衰变为我们提供了一个新的、充满希望的窗口，让我们可以探索新的物理学。
2018-08-27 hep-ex hep-ph
Invisible Higgs and Dark Matter
我们调查的可能性，一个大规模的弱相互作用费米子同时提供了一个占主导地位的组成部分的暗物质遗迹密度和不可见的衰变宽度的希格斯玻色子在大型强子对撞机。作为一个具体的模型，实现这样的动态，我们认为最小的步行technicolor，虽然我们的结果适用于更普遍。考虑到从电弱精密测量和当前直接搜索暗物质粒子的约束，我们发现，这种情况下是严重的约束，和大部分的参数空间被排除在外。
2012-07-18 astro-ph.HE hep-ph
Axial Dark Matter: the case for an invisible Z'
我们考虑了费米子暗物质（DM）通过轴向Z'玻色子与标准模型费米子相互作用的可能性。只要Z'主要衰变为暗物质，相关的LHC边界就相当松散。直接的暗物质探测也不能明显地限制这种情况，因为暗物质在原子核上的散射是与自旋相关的。因此，对于一定范围的Z'质量和耦合，DM湮灭截面足够大，与宇宙的热历史相一致。在这个框架中，目前处于压力之下的热WIMP范式是完全可行的。
2014-03-19 hep-ph
Fusing photons into nothing, a new search for invisible ALPs and Dark Matter at Belle II
本文提出在 Belle II 利用 e+e−+invisible 道搜寻与光子耦合并不可见衰变的 ALP，通过专用运动学变量压低背景，以提升全质量范围灵敏度并约束 ALP 媒介的暗物质冻结。
2023-07-12 hep-ph
Invisible dark-sector radiation: analytic resummation for dark photon searches
Jinan University（暨南大学）
针对正负电子对撞机不可见暗光子产生的固定阶计算微分分布发散问题，采用Sudakov重求和得到可积归一化的丢失质量平方分布，为暗光子搜寻提供更精准的理论依据。
2026-10-14 hep-ph
Direct detection of Higgs-portal dark matter at the LHC
我们考虑的过程中，希格斯粒子产生与射流，并表明，在大型强子对撞机的单喷流搜索已经提供了有趣的约束125 GeV的希格斯玻色子的不可见的衰变。使用CMS和ATLAS进行的现有的单喷流搜索，我们显示了不可见的希格斯衰变率的95%置信水平的限制是总的希格斯生产率在标准模型的顺序。当收集到更多更高质心能量的数据时，该限制可以得到显著改善，只要标准模型对单射流背景的贡献上的系统误差可以减少。我们还比较了这些直接约束的不可见率与间接的基础上测量希格斯率在可见的渠道。在暗物质的希格斯门模型的背景下，我们然后讨论了如何LHC的限制不可见的希格斯分支分数施加强约束的暗物质散射截面的核子探测在直接检测实验。
2013-05-31 hep-ex hep-ph
Parallel Universe, Dark Matter and Invisible Higgs Decays
暗物质的存在量大约是普通物质的五倍，现在已经在实验上得到了很好的证实。现在有许多候选者可以作为这种暗物质。然而，暗物质可能就像平行宇宙中的普通物质一样。如果两个宇宙都是用非阿贝尔规范对称性描述的，那么普通光子和暗光子之间就不存在动力学混合，属于平行宇宙的暗质子、暗电子和相应的暗原子核都是稳定的.如果平行宇宙中的强耦合常数$(α_s)_{dark}$是$α_s$的五倍，那么暗质子的重量将是普通物质的五倍，这就解释了为什么暗物质是普通物质的五倍。然而，两个扇区仍然会通过两个扇区的希格斯玻色子相互作用。这将导致第二个轻希格斯玻色子的存在，就像标准模型希格斯玻色子一样。这就产生了希格斯玻色子不可见的衰变模式，可以在大型强子对撞机和拟议中的ILC上进行测试。
2013-11-11 hep-ph
Dark Charge Conjugation and Complementary Constraints from $D^0$ Mixing and Rare Decays with Massless Dark Photons
School of Physics and Mechanical and Electronical Engineering, Longyan University（龙岩大学物理与机电工程学院）
该研究探究暗电荷共轭对D⁰稀有衰变的组织作用，结合D⁰混合及相关稀有衰变约束，揭示中性粲介子混合与稀有衰变在探测味改变相互作用时的互补性。
2026-08-18 hep-ex hep-ph
Dark Matter, Neutrino mass, Cutoff for Cosmic-Ray Neutrino, and Higgs Boson Invisible Decay from a Neutrino Portal Interaction
我们研究一个有效的理论超越标准模型（SM）的两个额外的规范单态，一个马约拉纳费米子和一个真正的标量，构成全部或部分暗物质。特别是，我们专注于在O（10）MeV-O（10）GeV的范围内的两个单态的质量，与中微子门的相互作用，不仅在粒子物理学中，而且在宇宙学和天文学中起着重要的作用。我们指出，暗物质丰度可以用（共）湮灭热解释，其中质量大于2 GeV的暗物质可以在未来的轻子对撞机，CEPC，ILC，FCC-ee和CLIC中进行测试，根据希格斯玻色子不可见的衰变。当规范单态的能量小于O（100）MeV时，由于中微子与宇宙背景中微子的相互作用而湮灭到规范单态中，从而影响中微子在宇宙中的传播。虽然在这种情况下，单态不可能是主要的暗物质，但单态是由希格斯玻色子的不可见衰变产生的，其速度完全在未来轻子对撞机的范围内。特别地，可以设置宇宙射线中微子的高能量截止，这可以解释未检测到Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）中微子或未观察到的共振。有趣的是，给定WIMP的截止值和质量（范围），中微子的质量可以通过运动学来“测量”。
2019-03-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for invisible decays of sub-GeV dark photons in missing-energy events at the CERN SPS
我们报道了在CERN SPS的NA 64实验中，100 GeV电子入射到一个活性靶上，通过与光子的动力学混合，在e^- Z \to e^- Z A'反应中可能产生的亚GeV暗光子（A'）的直接搜索。A粒子会在无形中衰变为暗物质粒子，导致大量能量丢失的事件。在靶上有2.75个\cdot 10^{9}电子时，没有发现这种衰变的证据。我们对γ-A'混合强度作了新的限制，并排除了质量< 100 MeV的不可见A'作为μ介子g_μ-2反常的解释。
2016-10-13 hep-ex hep-ph
Measuring the Mass of Dark Matter at the LHC
人们已经开发了许多方法来测量不可见粒子的质量，这些方法只使用强子对撞机上可用的运动学信息。因为粒子是通过质量来识别的，所以这些方法在区分暗物质和伪暗物质时至关重要，伪暗物质中的中微子或其他无质量状态可以模拟暗物质信号。然而，与测量不可见粒子质量相关的不确定性可能如此之大，以至于无法将其与中微子区分开来。蒙特卡罗被用来估计一个看不见的粒子必须有多重的下限，以便在95%CL下与无质量的粒子区分开来，我们估计为O（10 GeV）。这个结果，在一个很好的近似下，与产生有质量的末态粒子的方式无关。如果存在质量为O（10 GeV）的轻暗物质粒子，那么它的存在将很难在LHC中明确识别，仅使用运动学信息。
2013-12-10 hep-ex hep-ph
Searches for invisible new particles at Belle II
Belle II 利用其对 MeV–GeV 质量暗物质的独特灵敏度，在 e⁺e⁻ 碰撞、B 介子衰变和 τ 轻子衰变中搜寻 Z′、类轴子、暗标量及长寿命（赝）标量等不可见新粒子，并给出世界领先结果。
2024-01-15 hep-ex hep-ph
Dark and Bright Signatures of Di-Higgs Production
如果希格斯玻色子衰变为一对不可见粒子，那么考虑到当前LHC对希格斯玻色子不可见衰变宽度的限制，每个希格斯玻色子衰变为标准模型（SM）粒子的去希格斯事件的数量将减少三分之二。我们调查的灵敏度即将到来的高亮度运行的大型强子对撞机的双希格斯生产和随后的衰变的背景下，由费米暗物质在黑暗和明亮的通道$γγ+\not\!\! E_T$增强的SM的单重标量扩展的暗物质。一旦考虑背景产率的系统不确定性，在仔细调整提高信号与背景比的运动学切割后，该暗通道和亮通道呈现出比$b\bar{b}+\not\!\! E_T$有竞争力的限制。我们进一步表明，在一个多变量分析中，对于一个不可见的分支分数低至$\sim 10$ %，我们得到更强的界限相比，从$γγ+\not\!\! E_T$通道的$b\bar{b}γγ$最终状态的希格斯三线性耦合。最后，我们证明了三个通道$γγ+\not\!\! E_T$，$b\bar{b}+\not\!\! E_T$和$b\bar{b}γγ$，相互补充，在寻找双希格斯生产与非SM三线性耦合时，存在一个看不见的衰变模式。
2019-05-08 hep-ex hep-ph
Invisible Axion-Like Dark Matter from Electroweak Bosonic Seesaw
我们探讨了一个模型的基础上，经典的规模不变的标准模型（SM）与强耦合的矢量动力学，这是所谓的hypercolor（HC）。在TeV尺度下，类矢量凝聚动态破缺了尺度对称性，使得SM Higgs粒子通过玻色子跷跷板机制获得负质量平方，实现了电弱对称性破缺。引入一个基本赝标$S$来给出复合南武-戈德斯通玻色子（HC介子）的质量：HC介子可以是一个很好的目标，通过在大型强子对撞机的双光子通道探索。作为玻色子跷跷板的结果，$S$的波动模式（我们称之为$s$）与SM粒子产生了微小的耦合，并且被预测为非常轻。$s$主要衰变为双光子，可以表现为不可见的轴子状暗物质。$s$ -暗物质的质量被目前可用的宇宙学和天体物理学限制为$10^{-4} {\rm eV} \lesssim m_s \lesssim 1 \,{\rm eV}$。我们发现$s$ -暗物质的剩余丰度可以通过相干振荡积累。在微波谐振腔实验中的检测潜力也得到了解决。
2016-11-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing a light dark sector at future lepton colliders via invisible decays of the SM-like and dark Higgs bosons
本文首次同时考虑SM-like和暗Higgs玻色子的不可见衰变，利用多变量技术，在ILC 250 GeV对撞机上探测轻暗扇区，发现即使SM-like Higgs不可见衰变远低于计划灵敏度，暗Higgs衰变仍可提供确凿信号。
2023-05-09 hep-ph
Boosting invisible searches via $\boldsymbol{ZH}$: From the Higgs Boson to Dark Matter Simplified Models
在标准模型和暗物质的简化模型扩展中，分析了LHC中与$Z$ -玻色子相关的希格斯玻色子的产生。我们专注于$H\rightarrow$无形的搜索，并表明循环引起的组件的信号和背景呈现现象学相关的贡献的$\mathcal{BR}(H\rightarrow\textit{inv})$限制。此外，该通道的约束能力的简化模型的暗物质与标量和赝标量介质$ϕ$和$A$进行了讨论，并与非碰撞器的约束。我们发现，与$100~fb^{-1}$的大型强子对撞机数据，这个通道提供了竞争性的约束，非碰撞机的界限，对于大多数的参数空间，我们认为，约束的通用标准模型费米子介体强度在$g_v < 1$中等质量的范围内的${100~\text{GeV}<m_{ϕ/A}<400}$ GeV。
2016-05-25 hep-ph
The implication of $J/ψ\to (γ+ ){\rm invisible}$ for the effective field theories of neutrino and dark matter
研究了$J/ψ$衰变为不可见粒子对轻不育中微子和亚GeV暗物质的影响。用低能有效场论描述了一般中微子相互作用和耦合到粲夸克的狄拉克费米子DM。对于$J/ψ\to γ+{\rm invisible}$，我们执行的可能性适合的个人中微子和DM运营商具有不同的洛伦兹结构和光子谱。对不同的中微子或DM方案的衰变分支分数的限制，然后转换为新的能量标度的下限。中微子和DM EFT的能量尺度上最严格的界限分别为12.8 GeV和11.6 GeV。完全不可见的衰减$J/ψ\to {\rm invisible}$为有效算子提供了补充约束。能量标度上的相关约束是100 GeV以上的偶极子运营商。我们还评估了由$J/ψ$数据转换的DM-核子散射截面的极限。$J/ψ$不可见衰变的数据对DM直接探测实验尚不能探测到的轻DM质量范围很敏感。未来的超级头魅力工厂在运行一年后可以将极限降低两个数量级。
2021-08-24 hep-ph
Closing in on singlet scalar dark matter: LUX, invisible Higgs decays and gamma-ray lines
我们研究希格斯玻色子的发现和最近的结果从暗物质搜索真正的单重标量暗物质的影响。该模型的唯象仅由两个参数定义，即单重标量质量$m_S$和SU（2）希格斯粒子与单重标量之间的四次耦合$a_2$。我们把注意力集中在窗户$5 < m_S/{\rm GeV} < 300$上。对模型的可行参数空间的最大影响来自于LUX对暗物质的直接搜索，对于几个GeV范围内的非常低的质量，来自于希格斯粒子不可见的衰变宽度的约束。在共振区，最好的约束来自伽马射线线搜索。我们发现，它们只留下一个小区域的可行参数空间，暗物质质量在百分之几的一半的希格斯质量。我们表明，直接和间接的暗物质搜索（特别是单色伽马射线线的搜索）将在不久的将来关闭的剩余参数空间中发挥关键作用。
2016-03-07 hep-ph
Prospects for axion detection in natural SUSY with mixed axion-higgsino dark matter: back to invisible?
在自然界是自然界的假设下，我们扩展了标准模型，使之包含了超对称性来稳定电弱扇区，包含了PQ对称性来稳定QCD扇区。自然超对称性产生于超对称性μ问题的Kim-Nilles解，它允许一个小的层次，其中μ ~ f_a^2/M_P ~ 100-300 GeV，而超对称性粒子质量尺度m（SUSY）~ 1-10 TeV >> μ。这样，暗物质就由两种粒子组成：一种是类希格西诺的弱相互作用粒子，另一种是超对称的DFSZ轴子。允许的轴子质量值m（轴子）的范围取决于混合轴子higgsino遗迹密度。在这种情况下，m（轴子）的范围实际上受到直接和间接检测实验中WIMP的限制。我们在微波腔实验中绘制了预期的轴子检测率。轴子-光子-光子耦合被带电希格西诺对反常耦合的贡献严重削弱。在这种情况下，轴子可能会撤退，至少暂时，回到近不可见的状态。从我们的研究结果，我们敦促新的想法的技术，探测更深入和更广泛的轴子耦合与轴子质量参数空间。
2017-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Multi-Scalar-Singlet Extension of the Standard Model - the Case for Dark Matter and an Invisible Higgs Boson
我们考虑一个简单的扩展的标准模型的N个真正的标量规范单线$\vp$是暗物质的候选者。通过收集理论和实验的约束条件，我们确定的空间允许的参数的模型。讨论了改进多单态模型中小层次问题的可能性。Spergel-Steinhardt解决方案的暗物质密度尖点问题的重新审视。结果表明，拟合最近的CRESST-II数据的暗物质核散射意味着标准的希格斯玻色子主要衰变成对的暗物质标量。在LHC和Tevatron上发现希格斯玻色子是不可能的。暗标量最可能的质量范围是15 GeV $\lsim \mvp \lsim$ 50 GeV，其中$BR(h \to \vp\vp)$高达96%。
2012-07-31 hep-ph
Probing Massive Invisible Dark Photons in Higgs Decays via Gluon--Gluon Fusion at ATLAS Run 3
Hubei Polytechnic University（湖北理工学院）；Khalifa University of Science and Technology（哈利法大学）；Federal Urdu University of Arts, Science and Technology（联邦乌尔都艺术、科学与科技大学）
本文重新解释ATLAS Run 3搜索，将希格斯衰变到光子和不可见暗光子的分支比上限推广到大质量暗光子，发现灵敏度随质量增大而下降。
2026-09-22 hep-ex hep-ph hep-th
Invisible dark gauge boson search in top decays using a kinematic method
我们讨论了在强子对撞机上通过罕见的顶夸克衰变，特别是当它在典型的搜索方案中不可见地衰变时，发现质量很轻，$m_{Z'} \lesssim {\cal O}(1-10)$ GeV的暗力载流子（$Z'$）的潜力。我们强调，顶扇区是有希望的发现新的粒子，因为顶夸克对是丰富的生产在大型强子对撞机。信号过程是由一个罕见的顶衰变为底夸克和带电希格斯玻色子（$H^\pm$），随后衰变为$W$和一个或多个$Z'$。在各种场景中，轻$Z'$在碰撞器搜索中可能是不可见的，并且很难将相关的碰撞器签名与标准模型中的常规$t\bar{t}$过程区分开来。我们建议使用最近提出的壳约束$M_2$变量的搜索策略。我们的信号过程以$\textit{asymmetric}$事件拓扑为特征，而$t\bar{t}$是$\textit{symmetric}$。该策略背后的本质是通过应用在$t\bar{t}$事件拓扑假设下设计的运动学变量来唤起相关观测量中的一些矛盾。要看到所提出的技术的可行性，我们进行Monte Carlo模拟，包括现实的影响，如削减，背景，探测器的分辨率，等在大型强子对撞机的$\sqrt{s}=14$ TeV。
2015-09-17 hep-ex hep-ph
Search for $K_{S,L}$ oscillations and invisible decays into the dark sector at NA64
该研究提出利用 CERN 的 NA64 实验寻找 $K_{S,L}$ 不可见衰变及向暗 sector 的振荡，并评估多种标准模型扩展下将分支比提升至可测范围的可能性。
2025-01-16 hep-ex hep-ph
The dark side of the Higgs boson
目前大型强子对撞机的限制排除了标准模型-类似希格斯粒子的质量超过150 GeV，通过对希格斯粒子的产生率设置上限。我们要强调的是，这个极限也可以被解释为希格斯玻色子总衰变宽度的下限。如果希格斯玻色子的不可见衰变宽度与可见衰变宽度在同一数量级，那么一个重的希格斯玻色子玻色子可能与当前搜索的零结果一致。我们提出了一种方法来推断不可见的衰变的希格斯粒子通过使用测量的h到ZZ到4l线形的宽度，并研究了由于信号强度降低的宽度提取的影响。假设看不见的衰变产物是暗物质，我们表明，极小模型是严格限制希格斯搜索在大型强子对撞机和直接检测实验的暗物质，除非文物密度约束放松。
2012-01-18 hep-ex hep-ph
Revisiting the Dark Photon Explanation of the Muon Anomalous Magnetic Moment
一种被称为“暗光子”或$A^{\prime}$的大质量$U(1)^{\prime}$规范玻色子，长期以来一直被认为是对μ子异常磁矩（$g_μ - 2$）的实验测量和理论测定之间存在差异的潜在解释。最近，实验结果已经排除了这种可能性，因为暗光子只表现出可见或不可见的衰变。在这项工作中，我们重新审视这一想法，并考虑一个模型，其中$A^{\prime}$耦合非弹性的暗物质和一个兴奋的暗扇区状态，导致一个更奇特的衰变拓扑结构，我们称之为半可见衰变。我们发现，对于暗扇区状态之间的大质量分裂，这种衰变模式被增强，削弱了以前不可见的衰变暗光子的界限。因此，$A^{\prime}$解决了参数空间区域中的$g_μ - 2$异常，宇宙中的热暗物质成分很容易解释。有趣的是，我们讨论的半可见事件可能已经被寻找不可见暗光子衰变的实验否决了。对数据的重新分析和未来的搜索可能是至关重要的，在揭示这种奇异的衰变模式或关闭窗口的暗光子解释的$g_μ - 2$异常。
2019-06-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
