Quantum collider probes of the fermionic Higgs portal
本文在EFT框架下评估HL-LHC、HE-LHC和FCC通过离壳及双希格斯产生探测费米子希格斯门户的能力，证明量子增强间接探测优于直接希格斯测量。
2024-04-11 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
Probing the Symmetric Higgs Portal with Di-Higgs Boson Production
在整体U（1）对称性未破缺的情况下，标量通过希格斯门与标准模型耦合，是通往暗区的最简单的途径之一。然而，对于质量$m_{S}\geq m_{H}/2$，很少有这种相互作用的探针。在这篇文章中，我们评估的灵敏度希格斯门耦合的di-希格斯玻色子生产在LHC以及在未来的高能强子对撞机，FCC-hh，考虑到完整的动量依赖的过程。与基于有效势的希格斯耦合变化估计相比，这显著影响了灵敏度。我们还比较了我们的研究结果，以精确的单希格斯玻色子探针，如矢量玻色子相关的希格斯生产在未来的轻子对撞机，如FCC-ee的截面，以及寻找丢失的能量为基础的签名。
2019-11-13 hep-ex hep-ph
Multiple Higgs-Portal and Gauge-Kinetic Mixings
我们发展了一个唯象的形式主义之间的混合效应的标准模型和隐藏的部门领域，在宇宙中的暗物质以及弦论的动机。该方案包括多个希格斯门相互作用的标量部门，以及多个规范动力学混合的阿贝尔规范部门。虽然有些混合效应可以用封闭形式来表达，但其他元素只能通过标准尺度与大隐尺度之比的微扰展开来解析控制。希格斯粒子和矢量玻色子的质量和混合的数字说明的特征过程。
2013-10-29 hep-ex hep-ph
Probing Higgs portals with matrix-element based kinematic discriminants in $ZZ \to 4 \ell$ production
一个以算符$|H|^2$形式出现的希格斯门在标准模型和新物理学之间提供了一个最小的、理论上的联系。虽然希格斯门户可以很好地限制外来希格斯衰变，如果超越SM状态是轻的，测试这些粒子的运动学上无法接近的情况是具有挑战性的。我们探讨了未来强子对撞机测量$ZZ \to 4 \ell$生产在约束希格斯门相互作用的敏感性。结果表明，通过使用矩阵元素为基础的运动学判别的大型强子对撞机（LHC）的高光度选项的范围可以显着增强相比，基于测量的四轻子不变的质谱单独的研究。我们还分析了LHC和未来圆形对撞机的高能升级在约束耦合到$|H|^2$的新物理学方面的潜力。所得到的限制相比，人们期望找到从其他单希格斯探针的限制。此外，我们提供了一个独立的分析相关的希格斯门效应在双希格斯生产。我们发现，从我们的$ZZ \to 4 \ell$分析得到的约束原来是竞争和互补的使用其他搜索技术获得的预计限制。
2022-04-08 hep-ex hep-ph
Long live the Higgs portal!
在费米子暗物质的希格斯门模型中，标量耦合被来自直接探测实验的强边界抑制。因此，热暗物质遗迹必须与介质共存于暗粒子的压缩光谱中。小的耦合和小的质量分裂导致缓慢的介质衰减，留下的签名与位移的顶点或消失的轨道碰撞。我们进行了一个全面的分析，在大型强子对撞机的最小的暗物质模型的背景下，一个自然的小希格斯门，也被称为在超对称的维诺-比诺方案的长寿介质。目前对消失的带电径迹和移位的硬轻子的研究已经排除了目前直接和间接探测实验无法探测的微小门户耦合。对于更大的门户网站的耦合，我们预测新的签名与位移软轻子，这是可访问的运行II数据。位移粒子的磁共振是敏感的弱耦合介质的质量高达TeV的规模，远远超出了即时信号的范围。
2019-07-10 hep-ex hep-ph
Indirect and direct signatures of Higgs portal decaying vector dark matter for positron excess in cosmic rays
我们调查的希格斯门$U(1)_X$矢量暗物质（VDM）$X_μ$从它的对湮灭和衰变的间接签名。VDM通过$Z_2$对称性稳定在可重整化水平，并通过希格斯门相互作用热化。在宇宙学时间尺度上，它也可以被一些寿命很长的不可重正化算符衰变。如果用$10^{16}$ GeV尺度抑制VDM衰变的dim-6算符，则质量为$\sim$ 2 TeV的VDM的寿命正好可以用来解释PAMELA和AMS 02合作组最近观测到的宇宙线中的正电子过剩现象.衰变为$μ^+ μ^-$的VDM能很好地拟合数据，避开了宇宙射线的各种约束。我们给出了一个UV完全模型作为例子。对于质量在$\sim2$ TeV左右的希格斯门衰变VDM的这种情况，可以通过在XENON 1 T和未来的对撞机上测量希格斯自耦合来进行DM直接搜索来测试。
2014-06-19 hep-ex hep-ph
Higgs Portal to Dark QED
通过将希格斯玻色子耦合到包含费米子暗物质的“暗QED”中，我们在最小希格斯门模型中引入了一个亮暗光子$A_μ^\prime$，从而产生了丰富而有趣的对撞机现象.在这样一个简单的扩展中有两个突出的特征--希格斯玻色子可以通过“单$A^\prime$通道”衰变为长寿命的暗光子，或者通过“暗鎓”衰变为多个准直轻子，这取决于$A_μ^\prime$与可见光子的混合参数。我们在大型强子对撞机上研究了在能量和寿命边界上探测模型参数空间的可能性。
2019-11-19 hep-ex hep-ph
Searching for Vector Dark Matter by Higgs Portal at the LHC
通过对局域$SU(2)_X$规范对称性的一个四重态扩展，可以实现解释银河系中心γ射线过剩的Higgs门暗物质模型.由于$SU(2)_X$的剩余$Z_3$离散对称性，新的规范玻色子是稳定的暗物质候选者。由于标准模型希格斯双重态和引入的四重态的混合，暗物质可以通过希格斯门户和新标量门户湮灭为标准模型粒子。研究了大型强子对撞机上矢量暗物质的发现意义。所涉及的参数与遗迹密度和直接探测的约束条件以及银河系中心伽玛射线过剩的数据是一致的。利用$\sqrt{s}=14$ TeV和$100$和$300$ fb $^{-1}$的光度，我们发现，如果暗物质的产生是通过希格斯玻色子和一种新的标量玻色子的不可见衰变，那么$S/\sqrt{B}=5$的发现意义是很容易达到的。
2016-06-16 hep-ex hep-ph
Power meets Precision to explore the Symmetric Higgs Portal
我们进行了全面的研究碰撞机方面的希格斯门的情况下，是由一个完整的${\mathbb{Z}}_2$对称性的保护。如果希格斯门标量的质量大于希格斯质量的一半，这种情况就很难被探测到。我们提供了一个详细的调查模型的参数空间的基础上分析的直接对撞机的灵敏度在大型强子对撞机以及在未来的轻子和强子对撞机的概念，并分析这些搜索的重要性，这种情况下，预期的精度希格斯和电弱测量。特别地，我们还考虑了相关的电弱斜修正，我们在第一个专用的双回路计算中获得，用于与例如，千兆目前可用的对撞机预测证实了FCC-hh 100 TeV作为一个非常敏感的工具，以寻找这样一个弱耦合希格斯扇区的扩展，在大范围的能量覆盖的小的统计不确定性驱动。然而，至关重要的是，这需要良好的理论控制。或者，在最佳FCC-ee灵敏度水平下的希格斯信号强度测量可以产生类似的限制。
2020-06-01 hep-ex hep-ph
Higgs Portal From The Atmosphere To Hyper-K
轻的希格斯门标量可以在地球大气中大量产生，并在大容量中微子探测器中衰变。我们指出，超神冈探测器具有很强的发现潜力，探测这些粒子在一个未知的参数空间，积极探索强度前沿实验，包括罕见的K介子衰变。我们建议寻找的信号是电子-正电子对的产生，表现为从同一顶点出现的双环。这些对中的大多数来自Hyper-K探测器地平线以上的天顶角。这种探索可以推广到其他新的光态，并与光束实验高度互补。
2021-04-30 hep-ex hep-ph
Higgs portal, fermionic dark matter, and a Standard Model like Higgs at 125 GeV
我们表明，费米子暗物质（DM）的通信与标准模型（SM）通过希格斯门是一个可行的方案，即使一个SM样希格斯被发现在125 GeV左右。使用有效场论，我们表明，DM的质量范围从约60 GeV至2 TeV的希格斯门需要违反奇偶校验，以符合直接检测搜索。对于宇称守恒的相互作用，我们确定了两个不同的选择，仍然可行：一个共振希格斯门户，和间接希格斯门户。我们用一个简单的可重正化的玩具模型来说明这两种可能性。
2012-07-09 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
The Higgs Portal from LHC to ILC
对希格斯玻色子搜索的解释取决于希格斯产生截面和希格斯分支比的模型相关组合。混合的希格斯二重态与一个隐藏的部门捕捉修改的标准模型希格斯现象在标准的搜索渠道，在一个代表性的方式，特别是因为无形的希格斯衰变模式开放。因此，LHC排斥边界，这不利于一个沉重的标准模型希格斯可以一贯理解的标准隐藏的混合希格斯系统。要弄清这种混合物是否可能存在，并量化最终发现的标量共振与标准模型希格斯粒子的相似性，关键取决于对不可见衰变的测量。这项任务已经在LHC中完成，但最终需要未来线性对撞机的清洁环境才能最终完成。
2012-04-20 hep-ex hep-ph
A Global View of the Off-Shell Higgs Portal
我们首次研究了对撞机到达衍生希格斯门，领先的有效相互作用，耦合伪南武-戈德斯通玻色子（pNGB）标量暗物质的标准模型。我们专注于暗物质对生产通过一个离壳希格斯玻色子玻色子，这是分析在矢量玻色子融合通道。各种未来的高能轻子对撞机以及强子对撞机被认为是，包括CLIC，μ子对撞机，高亮度和高能量版本的LHC，和FCC-hh。pNGB暗物质的参数空间的影响进行了讨论。此外，我们给出了改进和扩展的结果，碰撞机达到边缘希格斯门，假设新的标量逃逸的检测器，作为动机的各种超越标准模型的情况下。
2021-01-15 hep-ex hep-ph
Constraining portals with displaced Higgs decay searches at the LHC
很容易写出这样的模型：衰变到标准模型态的长寿命粒子是通过希格斯衰变成对产生的，导致LHC中近似背靠背的成对位移窄强子喷流和/或轻子喷流。LHC合作已经搜索了这样的签名，没有观察到过量。本文介绍了一种蒙特卡罗方法重新解释的搜索。该方法依赖于（理想的多维）效率表，因此我们恳求合作将其包括在任何未来的工作。提出了混合质量参数空间中的排斥区域，用于约束门户模型。
2015-09-23 hep-ex hep-ph
Exploring Dark Sector Portals with High Intensity Experiments
在未来十年及以后的高强度实验中，一个广泛的搜索计划将灵敏地探测新的光介质粒子，它们通过最小可重整化矢量、希格斯粒子和中微子门户以及更高维度的类轴子粒子门户相互作用。这些门户可能连接可见和黑暗部门，并在粒子物理学和宇宙学中一些重大开放问题的许多提议解决方案中发挥关键作用。在本白皮书中，我们综述了最小暗扇区门户研究的理论和实验进展、现状和前景。
2022-09-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for a Heavy Higgs boson in a Higgs-portal B-L Model
本文研究了在大型强子对撞机高光度运行（HL-LHC）中，由标准模型（SM）的$U(1)_{B-L}$扩展产生的重中性标量的发现前景。这个重中性标量通过希格斯门与SM希格斯玻色子混合，并与SM粒子相互作用，其相互作用强度与混合角的正弦成正比。两个希格斯玻色子之间的混合受到直接和间接测量的限制。我们选择了一个实验上可行的混合角，并详细探讨了重希格斯玻色子的$ZZ$和$WW$衰变模式。对于$ZZ$的情况下，我们专注于最干净的$4\ell$和$2\ell 2j$的最终状态，并发现一个重的希格斯玻色子的质量小于500 GeV的可以在HL-LHC发现。对于$WW$衰变模式，我们分析了$\ell jj \slashed{E}_T$签名。我们实现了新的背景减少技术，以解决巨大的背景，通过执行基于切割和多变量分析。然而，大背景使得该通道具有挑战性。我们简要地讨论了该模型中产生的重$Z'$ -玻色子的发现前景。
2015-09-15 hep-ex hep-ph
A Tale of Two Portals: Testing Light, Hidden New Physics at Future $e^+ e^-$ Colliders
我们研究了在未来的$e^+ e^-$对撞机上产生新的，轻的，隐藏的状态的前景，在一个希格斯德暗$U(1)_D$模型，我们称之为双暗门模型。同时存在的矢量和标量门户耦合立即修改标准模型Higgsstrahlung通道，$e^+ e^- \to Zh$，在每个耦合的领导顺序。此外，每个门户导致互补的信号，可以在直接和间接探测暗物质实验探测。在考虑了LEP和LHC的当前限制后，我们通过研究大量新的生产、衰变和辐射返回过程，证明了未来的$e^+ e^-$希格斯工厂将对两个门户耦合具有独特和领先的敏感性。除了奇异的希格斯衰变的可能性，我们强调的重要性，直接暗矢量和暗标量生产的$e^+ e^-$机，其不可见的衰变可以标记的反冲质量方法。
2017-06-10 hep-ex hep-ph
Gravity-Higgs portal for dark matter decay
Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学理学院）；Yunnan University（云南大学）
本文研究了重力-希格斯通道对暗物质衰变的影响，提出非最小耦合可增加衰变宽度，针对标量和费米子单态暗物质候选者，探讨了衰变分支比和参数空间特性。
2021-12-08 hep-ph
Shining light through the Higgs portal with $γγ$ colliders
高能$γγ$对撞机是ILC和CLIC等未来$e^+ e^-$对撞机的潜在运行模式。我们研究了高能$γγ$对撞机对希格斯门场景的敏感性，该场景是在不可见的希格斯衰变阈值之上的隐藏扇区。我们表明，这样的$γγ$碰撞可以允许探测暗扇区的存在，通过希格斯门相对更精确地比任何其他计划的对撞机设施，从独特的组合相当大的横截面与清洁的最终状态和对撞机环境。此外，这种搜索可以覆盖单重态希格斯门参数空间产生的一阶电弱相变在早期宇宙。
2020-11-06 hep-ph
Exploring Portals to a Hidden Sector Through Fixed Targets
我们讨论了中微子实验的灵敏度在光度前沿通用隐藏部门包含新的（子）GeV中性状态。这些态与标准模型之间的弱相互作用，可以在固定目标质子束设施上通过所有允许的可重整“入口”（在希格斯、矢量和中微子区）进行有效探测，对对撞机具有互补的灵敏度。我们专注于动力学混合矢量门户，并表明，一个新的隐蔽U（1）规范扇区的参数空间的某些区域，具有长寿命的亚GeV质量状态衰变到标准模型轻子已经受到LSND，MiniBooNE和NuMI/MINOS数据集的严重限制。此外，如果入口允许进入稳定的中性粒子，如兆电子伏级的暗物质，通常预测中微子束伴随着“暗物质束”，通过探测器中类似中性电流的相互作用可以观察到。因此，我们表明，LSND电子反冲事件样本目前提供了最严格的直接约束兆电子伏级的暗物质模型。
2009-10-14 hep-ex hep-ph
Exploring a Dark Sector Through the Higgs Portal at a Lepton Collider
我们调查的前景，检测一个隐藏的部门在$e^+ e^-$对撞机。隐藏的部分被假设是由不可见的粒子组成的，这些粒子在标准模型规范相互作用下不带电荷，它们与普通物质的主要相互作用是通过希格斯门。我们认为这两种情况下，当壳层希格斯粒子衰变成一对隐藏的扇区粒子是运动学允许的，这种衰变的情况下，运动学禁止。我们发现，在对撞机能量低于TeV，最敏感的通道涉及生产的壳或壳外希格斯与Z玻色子，以及随后的希格斯衰变成看不见的隐藏的部门状态。专注于这个通道，我们发现，在250 GeV的数据的一千个逆fb的顺序，在壳层上的希格斯粒子到看不见的隐藏扇区状态的衰变分支分数可以被限制在0.5%以下。希格斯门暗物质的相应限制将比当前和即将进行的直接探测实验在大部分参数空间中的限制更强。在500 GeV的数据量相同的情况下，假设一阶耦合，也可以探测到总质量高达约200 GeV的离壳希格斯粒子衰变到隐藏的扇形态。与大型强子对撞机（LHC）相比，壳上和壳外的情况都代表了灵敏度的显着提高。
2014-03-05 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}$）轻，对撞机束缚就会比基于EFT的束缚弱。
2014-05-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Heavy WIMP through Higgs portal at the LHC
研究了Higgs-portal WIMP的LHC约束。标量，矢量和反对称张量场。它们被认为比希格斯玻色子质量的一半还重。我们调查8 TeV的LHC结果的签名的矢量玻色子融合，单喷流和相关的生产的$Z$玻色子，通过虚拟交换的希格斯玻色子玻色子进行。我们表明，希格斯门相互作用的矢量和张量WIMP被约束到小于0.43和0.16，分别，而那些标量是非常弱的。最后对14 TeV大型强子对撞机的发展前景进行了展望。
2014-07-25 hep-ph
Effects from New Colored States and the Higgs Portal on Gluon Fusion and Higgs Decays
我们研究了新的色态和希格斯门对胶子融合产生的影响。我们隔离新的有色标量，费米子和矢量可能的循环贡献，结合希格斯门诱导标量混合的影响，导致胶子融合和分支分数的戏剧性影响。希格斯粒子的识别通常必须考虑到这些效应，使用我们的结果，可能的紧张局势，从适合标准模型的期望，可以缓解列入新物理效应。
2013-07-18 hep-ph
Prospects for discovery and spin discrimination of dark matter in Higgs portal DM models and their extensions at 100 TeV $pp$ collider
本文研究了标量、费米子和矢量暗物质模型及其在质子-质子（$pp$）碰撞中的推广的Higgs门暗物质（DM）的发现和鉴别前景。研究了双轻子末态的$t\bar{t}+$ DM关联产生，发现两轻子的横质量、横能量和两轻子间的夹角对标准模型背景的抑制是有效的.利用两轻子间的缺横能分布和极角分布来判别DM的自旋性质。对于所提出的基准点，在系统不确定度为1%时，发现/排除的积分亮度小于1 ab $^{-1}$，而自旋鉴别的积分亮度需要几个O（10）ab $^{-1}$，系统不确定度为0.5%. DM现象学也进行了讨论。一个一致的DM候选人可以通过扩展我们的模型，其中希格斯门耦合到激发暗态，衰变到DM，或修改耦合形式到赝标量。
2018-07-27 hep-ex hep-ph
Lepton Portal Limit of Inert Higgs Doublet Dark Matter with Radiative Neutrino Mass
本文研究了惰性Higgs双重态模型（IHDM）的一个推广，即在模型的$Z_2$对称性下，惰性Higgs双重态和重费米子都是奇数的情况下，用三个右手中微子和重带电轻子的拷贝来推广IHDM。中微子质量是以暗生的方式在一个环中产生的。假设中性标量的惰性希格斯粒子是暗物质的候选者，我们特别期待到该区域的参数空间，暗物质遗迹丰度主要是由惰性希格斯粒子与轻子耦合。这对应于小希格斯门户耦合的暗物质，以及大质量分裂内不同组成部分的惰性希格斯双重抑制共湮灭。这样的轻子入口耦合仍然可以产生正确的遗迹丰度，即使希格斯入口耦合是任意小的。这种微小的希格斯门耦合可能是抑制暗物质核子截面以及标准模型希格斯粒子微小的不可见分支比的原因，这些都将在正在进行的和未来的实验中进行探索。我们也简要地讨论了对撞机的影响，这样一个方案。
2017-03-25 hep-ph
Confronting cosmic ray electron and positron excesses with hybrid triplet Higgs portal dark matter
为了解释AMS-02和DAMPE所报道的宇宙线电子和正电子过剩现象，我们在标准模型的三重态Higgs扩展下对标量暗物质进行了详细的研究。AMS-02正电子过剩的详细分析表明，对于不同的顺序（正常，倒置和准简并）的中微子质量，混合三重态Higgs门户框架是更有利于相对于单三重态Higgs门户TeV尺度暗物质。我们还发现，当考虑附近的暗物质子晕时，可以用混合三重态Higgs门暗物质很好地解释DAMPE宇宙线数据中的共振峰和连续过剩。
2022-02-07 hep-ph
Search for the Higgs portal to a singlet fermionic dark matter at the LHC
我们考虑一个简单的扩展的标准模型与单重态费米暗物质。它的热残余密度可以很容易地通过与标准模型希格斯玻色子混合的真实单态标量信使来容纳。该模型可以通过两个类似希格斯的标量玻色子的相当大的不可见衰变来显着改变LHC中的希格斯信号。通过对电弱精密测试、对撞机和暗物质搜索实验的约束，根据两个标量玻色子和暗物质费米子之间的质量关系及其耦合，可以得出两个或一个或没有两个希格斯玻色子的结论。特别是，如果在LHC的120- 125 GeV区域发现一个标准模型类希格斯玻色子，那么几乎不可能找到第二个类希格斯玻色子，因为它主要是一个单态标量，无论它是重还是轻。这个模型可以通过直接的暗物质搜索实验来进一步检验。
2012-02-16 hep-ex hep-ph
Probing Higgs-portal dark matter with vector-boson fusion
我们约束希格斯门模型采用矢量玻色子融合通道在大型强子对撞机。特别是，我们包括希格斯共振附近的希格斯玻色子质量接近阈值的希格斯玻色子的共振现象有趣的参数区域，暗物质生产和运行宽度处方已被用于希格斯玻色子传播。作为暗物质质量的函数的希格斯门耦合的限制来自CMS搜索在13 TeV的矢量玻色子融合中不可见的希格斯玻色子衰变。此外，我们进行预测的14 TeV的HL-LHC和27 TeV的HE-LHC考虑到现实的估计系统的不确定性。希格斯玻色子的不可见分支比的上限达到2%的水平，并将微扰的希格斯门耦合限制在约110 GeV的暗物质质量。
2020-04-01 hep-ph
Effects of gravitational particle production on Higgs portal dark matter
本文研究引力粒子产生对希格斯门户暗物质丰度的影响，发现再加热期间暴胀子相干振荡导致的引力产生通常起主导作用。
2024-11-25 hep-ph
Multilepton Higgs Decays through the Dark Portal
通过大型强子对撞机（LHC）上发现的126GeV粒子的衰变，可以探索包含一个暗希格斯玻色子h_D和一个暗光子γ_D的U（1）_D规范扇区，这里假定它是标准模型h与h_D混合中的重质量本征态h_1。h_1到γ_D γ_D、h_2 h_2、h_2 γ_D γ_D和h_2 h_2 h_2的各种衰变都将通过γ_D与光子的混合和衰变h_2 \to γ_D γ_D产生多轻子末态，其中h_2是较亮的暗希格斯粒子。未来在大型强子对撞机上对多轻子喷流信号的搜索可能会揭示这个可能的暗区的存在，它仅仅由原始的阿贝尔希格斯模型控制。
2014-02-05 hep-ex hep-ph
Direct signals from electroweak singlets through the Higgs portal
在冻结产生标准热的假设下，我们回顾了希格斯门暗物质核反冲信号的预测和约束。热产生的标量和矢量希格斯门暗物质质量被限制在共振区附近的希格斯质量的一半或几个TeV以上。这些模型的共振区域将由XENONNT和LZ进行测试。DarkSide-20 k和DARWIN可以测试到幺正性极限的全部质量范围。具有纯CP奇耦合的费米子希格斯门暗物质受到希格斯衰变宽度的限制，但具有强烈抑制的反冲截面，这无法用即将到来的实验进行测试。通过直接搜索实验，可以限制具有CP偶希格斯耦合和奇希格斯耦合组合的费米子希格斯门暗物质。
2018-05-31 hep-ph
Higgs inflation and Higgs portal dark matter with right-handed neutrinos
我们研究了右手中微子作用下的希格斯暴胀和希格斯门暗物质。Higgs暴胀中的暗物质和右手中微子在解释最近的Higgs和top质量实验结果以及BICEP 2的宇宙微波背景方面起着重要的作用。这个暴胀模型预测了DM质量的$805~{\rm GeV} \lesssim m_{\rm DM} \lesssim1220~{\rm GeV}$，右手中微子质量的$1.05 \times10^{14}~{\rm GeV} \lesssim M_R \lesssim 2.04 \times10^{14}~{\rm GeV}$，以及Higgs和顶部质量的$m_H=125.6 \pm 0.35~{\rm GeV}$和$M_t=173.34 \pm 0.76~{\rm GeV}$中的非最小耦合的$8.42 \lesssim ξ\lesssim 12.4$。
2015-05-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Higgs Portal Above Threshold
希格斯玻色子的发现为通过希格斯门相互作用的新物理学打开了大门，包括与重子生成、暗物质和电弱自然性有关的动机场景。我们系统地探讨了在14 TeV的LHC和一个未来的100 TeV强子对撞机通过希格斯门产生的单重标量的对撞机签名。我们专注于具有挑战性的制度，标量太重，不能产生在一个壳希格斯玻色子的衰变，而是主要通过一个壳外希格斯产生。假设这些标量逃离了探测器，有希望的通道包括与矢量玻色子融合、单喷射和顶部对相关的丢失能量。我们预测在这些渠道在$\sqrt{s} = 14$和100 TeV的搜索的灵敏度和比较对撞机达到激励参数空间的单态辅助电弱重子，希格斯门暗物质，和中性的自然。
2015-05-05 hep-ph
Supersymmetric Higgs-portal and X-ray lines
我们考虑狄拉克单重态费米子作为热暗物质来解释超对称希格斯门模型或广义狄拉克NMSSM背景下的X射线线。在电弱对称破缺后，狄拉克单重态费米子与两个Higgs二重态及其超伴子Higgsinos的汤川耦合产生了质量分裂。我们表明，一个正确的遗物密度可以从热冻结，由于与Higgsinos的共同湮灭相同的汤川耦合。我们讨论了在这个模型中的希格斯玻色子的现象，如在大型强子对撞机的位移顶点。
2015-01-29 hep-ph
Dark Matter through the Higgs portal
我们回顾的情况下，粒子的暗物质（DM）在宇宙中的相互作用，只有通过他们的耦合与希格斯部门的理论，所谓的希格斯门户模型。在第一步中，我们使用一个通用的和模型无关的方法，其中DM粒子是自旋为$0,\frac12$或$1$的单线态，并假设一个最小的希格斯扇区的存在下，只有标准模型（SM）希格斯粒子在大型强子对撞机上观察到。在第二步中，我们讨论了非最小的情况下，自旋- $\frac12$ DM粒子伴随着额外的轻子伙伴，并考虑了几种可能性，如顺序，单线态-双线态和矢量类轻子。在第三步中，我们研究的情况下，它是希格斯部门的理论，这是扩大由一个单标量或赝标量场，一个额外的两个希格斯双重场或两者;在这种情况下，物质的内容也扩展在几个方面。最后，我们调查的情况下，超对称扩展的SM与中性伴子DM，重点是后者的可能性，主要耦合到中性希格斯粒子的模型，然后作为DM现象学的主要门户。在所有这些情况下，我们总结和更新的限制和未来的前景，从对撞机物理的角度来看，即从确定的SM希格斯的性质在LHC和寻找其不可见的衰变到DM，并寻找更重的希格斯玻色子玻色子和DM伴随粒子在高能对撞机。然后，我们将这些结果与从宇宙学遗迹丰度以及从天体粒子物理实验中的直接和间接DM搜索获得的约束和前景进行比较。对撞机和天体粒子DM搜索的互补性进行了研究，在所有考虑的模型。
2019-03-08 hep-ex hep-ph
Non-linear Higgs portal to Dark Matter
希格斯门户标量暗物质被认为是在非线性实现的电弱对称性破缺的背景下。我们确定了规范玻色子和物理希格斯粒子$h$到标量单重态暗物质候选者$S$的相互作用的有效描述。相对于标准场景的主要现象学差异可以在暗物质遗迹丰度、直接/间接搜索和对撞机信号中看到。
2016-05-20 hep-ph
The Leptonic Higgs Portal
一个扩展的希格斯扇区可能允许新的标量粒子远低于弱标度。在这项工作中，我们提出了一个光标量$S$与轻子的耦合增强，这可能是负责μ子异常磁矩的实验和理论测定之间的现有差异的详细研究。我们提出了一个紫外线完成这个模型的轻子特定的两个希格斯偶极子模型和一个额外的标量单线态。然后，我们分析了大量的实验约束的通用低能量模型，这个紫外线完成，随着灵敏度达到在未来的实验。最相关的约束来自μ子和K介子衰变，电子束流收集实验，电弱精密观测，罕见的$B_d$和$B_s$衰变和希格斯分支分数。轻子希格斯门的性质意味着增强的耦合到重轻子，我们确定最有前途的搜索模式为高亮度的电子-正电子对撞机为$e^+{+}e^-\toτ^+{+}τ^-{+}S \to τ^+{+}τ^-{+}\ell{+}\bar \ell$，其中$\ell =e,μ$。未来对BaBar和Belle以及即将进行的Belle II实验的现有数据进行分析，将使该模型能够作为$m_S < 3.5$ GeV的μ子$g-2$问题的假定解决方案进行测试。
2016-06-15 hep-ex hep-ph
Higgs Portal Dark Matter Freeze-in at Stronger Coupling: Observational Benchmarks
本文研究低温下希格斯门户暗物质的冻结产生机制，指出标准模型热浴温度可能从未高到抑制热发射，从而允许显著耦合，并在自旋0、1/2和1的暗物质框架中划定了可被直接探测实验和LHC不可见希格斯衰变搜索检验的参数空间。
2024-05-06 hep-ph
Statistical Analyses of Higgs- and Z-Portal Dark Matter Models
我们进行频率和贝叶斯统计分析的希格斯和Z-门户模型的暗物质粒子自旋0，1/2和1。我们的分析包括直接探测和间接探测实验的数据，以及LHC对单喷流和双光子事件的搜索，我们还分析了未来直接探测实验的潜在影响。我们发现可接受的区域的希格斯门模型的参数空间与真正的标量，中性矢量，马约拉纳或狄拉克费米子暗物质粒子，和Z门模型与马约拉纳或狄拉克费米子暗物质粒子。在许多这样的情况下，发现希格斯或Z衰变中的暗物质粒子，以及重量为$\gtrsim 100$ GeV的暗物质粒子，都有着有趣的前景。计划中的直接探测实验的阴性结果仍然允许使用马约拉纳或狄拉克费米子暗物质粒子的希格斯和Z门模型的可接受区域。
2018-06-12 hep-ph
A second Higgs from the Higgs portal
在希格斯门框架中，希格斯场通常与标准模型单线态混合，导致两种状态的存在，其中一种与在LHC观察到的125 GeV标量相一致。在这项工作中，我们分析了直接和间接的第二质量本征态和相应的混合角的约束。附加标量的存在可能是有益的，因为它可以稳定否则亚稳的电弱真空。我们发现所有的界限，包括稳定性约束，满足参数区域。我们还研究了观察到的125 GeV的希格斯标量的一对较重的状态的衰变的前景。
2015-04-15 hep-ph
A stable Higgs portal with vector dark matter
我们探讨了一个额外的U（1）规范群和一个复杂的标量希格斯门的标准模型的扩展。由于标量在这个规范因子下带电，这个简单的模型提供了一个矢量暗物质候选者，满足观测到的遗迹丰度和直接暗物质搜索的限制。一个额外的希格斯态，可能比观察到的希格斯更重或更轻，存在并满足LEP和LHC边界，同时允许电弱真空在参数空间范围内的绝对稳定性。
2015-09-23 hep-ph
Higgs-Portal Dark Matter for GeV Gamma-Ray Excess
我们提出了希格斯门暗物质（DM）模型来解释银河系中心GeV的伽马射线过剩。对于相关参数范围，朴素有效理论与直接检测约束不一致。具有暗规范对称性的简单扩展模型可以很容易地容纳通过希格斯玻门耦合的伽马射线过剩，同时满足各种约束。
2015-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Vector Dark Matter through a Radiative Higgs Portal
我们研究了一个自旋为1的暗物质模型，它主要通过交换希格斯玻色子与标准模型相互作用。我们提出了一个替代的UV完成通常的矢量暗物质希格斯门户，其中矢量类费米子在SU（2）$_W \times$ U（1）$_Y$和暗规范群，U（1）$^\prime$下充电，在一个环中产生希格斯和暗物质之间的有效相互作用。我们探索由此产生的现象学，并表明，这个暗物质候选人是一个可行的热遗迹，满足希格斯不可见的宽度限制，以及直接检测界限。
2016-05-18 hep-ph
New Constraints on Higgs-portal Scalar Dark Matter
最简单的希格斯门标量暗物质模型，其中一个真正的标量单线态被添加到标准模型，已被重新审视，考虑到从微扰的约束，在早期宇宙的电弱真空稳定性，暗物质直接检测，和希格斯不可见的衰变在大型强子对撞机。结果表明，{ \it共振质量区}被完全排除，{ \it高质量区}被缩减为窄窗口$1.1$ ~TeV $\leq m_{s} \leq$ $ 2.55$ ~ TeV，如果进一步施加微扰，则其略微缩减为$1.1$ ~TeV $\leq m_{s} \leq$ $ 2.0$ ~ TeV.这种{ \it高质量范围}可以通过氙1 T实验完全检测到。
2015-11-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing the fermionic Higgs portal at lepton colliders
我们研究了未来的正负电子对撞机对费米子希格斯门算符$H^\dagger H \bar χχ$的紫外完成的敏感性。精密电弱$S$和$T$参数和$e^+e^- \to Zh$截面在CEPC，FCC-ee，和ILC的测量被认为是。费米子Higgs门的标量完备化与标量Higgs门密切相关，我们总结了现有的结果。我们致力于我们的分析，以单重态-二重态费米子完成。假设二重态足够重，我们构造了6维的有效场论（EFT）来计算对观测量的贡献。我们还提供了完整的单圈结果$S$和$T$在一般的质量参数空间。在这两个完成中，未来的精确测量可以探测（多）TeV尺度的新状态，超出LHC的直接范围。
2016-05-18 hep-ph
Non-linear Higgs portal to Dark Matter
希格斯门户标量暗物质被认为是在非线性实现的电弱对称性破缺的背景下。我们确定了占主导地位的相互作用的规范玻色子和物理希格斯粒子$h$的标量单线态暗物质的候选人。现象学的后果也进行了详细研究，包括区分这种情况下，从标准的希格斯门的电弱对称性破缺是线性实现的可能性。两个重要的影响特征是：i）电弱标度$v$和希格斯粒子之间的联系偏离了$(v+h)$函数依赖性，因为希格斯场不一定是一个精确的电弱双重态; ii）在非线性和线性展开中存在以不同顺序出现的特定耦合。这些事实深刻地影响了暗物质遗迹的丰度，以及直接和间接搜索和对撞机现象学中的预期信号，其中暗物质的生产率相对于标准门户得到增强。
2016-04-05 hep-ph
The Higgs Portal and Cosmology
希格斯门相互作用提供了一个简单的机制来解决宇宙学中两个悬而未决的问题：暗物质和重子不对称性。在后一种情况下，希格斯门相互作用可能包含一个强大的一阶电弱相变的成分，以及新的CP违反相互作用所需的电弱重子。这些相互作用也可能允许一个可行的暗物质候选者。我们调查的机会，探测希格斯门，因为它涉及到这些问题的宇宙学在大型强子对撞机和未来可能的对撞机。
2016-04-18 hep-ph
Higgs Portal Vector Dark Matter : Revisited
我们重新希格斯门户矢量暗物质模型，包括一个隐藏的部门希格斯场产生的矢量暗物质的质量。这个模型变得可以重整化，并且有两个标量玻色子，即标准模型（SM）希格斯玻色子和隐藏扇形希格斯玻色子玻色子的混合体。由于两个标量玻色子的贡献之间的抵消机制，避免了直接检测（如XENON100）的强约束。结果，该模型在大范围的暗物质质量中仍然可行，与文献中的一些说法相反。希格斯玻色子的性质也受到影响，相对于SM值，希格斯玻色子搜索的信号强度普遍受到抑制，这可以在未来的LHC中进行测试。
2013-04-15 hep-ph
Distinguishing Higgs portal and neutralino dark matter via vector boson fusion
SRM University AP（SRM大学AP分校）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-陈德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文研究了LHC上矢量玻色子融合过程在区分Higgs门道暗物质和中性子暗物质中的潜力，通过分析强子喷注的动量分布和缺失横向能量特征，利用Kolmogorov-Smirnov检验证明了区分暗物质模型的可行性。
2026-05-11 hep-ex hep-ph hep-th
Multi-Higgs portal dark matter under the CDMS II results
在希格斯门暗物质的场景中，希格斯交换过程对于早期宇宙中的暗物质湮灭和直接搜索实验都是必不可少的。CDMS II合作最近发布了他们直接搜索暗物质的最终结果。在CDMS II结果和WMAP数据的约束下，我们研究了一个含有多Higgs二重态的标量暗物质模型。我们发现希格斯玻色子的不可见衰变的分支比的可能最大值可以显著大于具有一个希格斯双重态的希格斯门模型，特别是对于所谓的X型汤川相互作用的情况。因此，在欧洲核子研究中心大型强子对撞机和未来的对撞机实验中寻找希格斯玻色子的不可见衰变，将不仅为暗物质的性质提供有用的信息，而且为希格斯扇区的结构提供有用的信息，即使没有直接检测到任何额外的标量玻色子。
2010-02-08 hep-ph
On Stability of the Electroweak Vacuum and the Higgs Portal
在标准模型中，希格斯粒子的质量约为125 GeV，这意味着电弱真空是亚稳态的，因为四次希格斯耦合在高能时变为负值。我指出，希格斯粒子与重单线态的微小混合可以使电弱真空完全稳定。这是由于树水平的修正希格斯质量耦合关系，它生存在零混合/重单态极限。这种情况在实验上与SM是无法区分的，除非希格斯粒子的自耦合可以被测量。因此，希格斯暴胀及其变体仍然是可行的。
2012-05-22 hep-ph
