Probing Higgs-Portal Dark Matter with Weakly Interacting Mediators
暗物质通过希格斯门与标准模型相互作用的假设受到了实验的严重挑战。然而,如果暗物质是费米子,希格斯门相互作用意味着介质的存在,这可以显着改变的现象。本文讨论了弱相互作用介质对暗物质遗迹丰度、直接探测和对撞机搜索的影响。在大型强子对撞机中,希格斯门费米子暗物质的典型特征是软轻子和丢失的能量,类似于超对称模型中的高吉诺产生。我们建议重新解释现有的高吉诺搜索的背景下,希格斯门模型和扩展未来的搜索到更广泛的类暗部门弱相互作用的费米子。
2016-05-17 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
Looking through the Pseudo-Scalar Portal into Dark Matter: Novel Mono-Higgs and Mono-$Z$ Signatures at LHC
单$X$签名是一个强大的对撞机探测暗物质的性质。我们发现,单希格斯和单$Z$可能是关键的签名之间的赝标量门户的相互作用暗物质和SM。我们证明了这一点,使用一个简单的重正化版本的门户网站,与两个希格斯双模型作为电弱对称性破缺部门。在这种情况下,单$Z$和单Higgs签名是共振型的,这构成了LHC中一种新型的暗物质签名。
2015-09-03 hep-ex hep-ph
Exploring the Higgs portal
我们研究了希格斯门从标准模型到一个隐藏的部门,并研究了扩展理论的哪些元素可以在大型强子对撞机上被发现和探索。我们的模型包括两个希格斯玻色子覆盖的参数区域,大型强子对撞机将是敏感的两个,一个或没有粒子在典型的发现光度为标准模型希格斯生产。
2011-08-19 hep-ex hep-ph
Collider Signatures of Higgs-portal Scalar Dark Matter
在最简单的希格斯门标量暗物质模型中,暗物质的质量被限制在共振质量($m_h/2$)附近,或者在LHC运行1和LUX的直接检测中被限制在大质量区域。虽然未来的氙1T实验可以探测到大约3 TeV以下的大质量区域,但大部分共振质量区域都超出了氙1T的范围。本文研究了在14 TeV大型强子对撞机和未来的100 TeV强子对撞机上直接探测窄共振质量区的标量暗物质。我们展示了$2σ$排除和$5σ$发现所需的光度。
2016-03-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Higgs-portal Scalar Dark Matter: Scattering Cross Section and Observable Limits
从暗物质自相互作用对大尺度结构形成的影响出发,研究了最简单的Higgs门暗物质模型.我们显示的共振和大质量区域的直接检测极限。最后,我们还比较了这些限制在LHC和氙1T实验。
2016-11-22 astro-ph.CO hep-ph
Search for Higgs portal DM at the ILC
希格斯门暗物质(DM)模型是一种简单、有趣、可行的DM模型。有三种类型的模型取决于DM自旋:标量,费米子和矢量DM模型。本文考虑了可重整化的、幺正的和规范不变的Higgs门DM模型,并研究了如何在$\sqrt{s}=500$ GeV的国际直线对撞机(ILC)实验上测量大参数区域。对于希格斯门单态费米子和矢量DM的情况下,力介体涉及两个标量传播子,SM类希格斯玻色子玻色子和黑暗的希格斯玻色子玻色子。我们表明,他们的干扰产生有趣的和重要的模式,在单$Z$加上丢失的$E_T$签名在ILC,和结果是完全不同的从希格斯门DM模型内的有效场论。此外,我们表明,这将是可能的,以区分自旋DM在希格斯门的情况下,如果观察到的反冲质量分布的形状。我们强调,这些对撞机观测和直接检测实验之间的相互作用,必须在模型中进行重可标度和幺正性,以结合不同尺度的模型分析。
2016-07-22 hep-ex hep-ph
Invisible Higgs and Scalar Dark Matter
在这一过程中,我们表明,当我们结合WMAP和XENON 100的最新结果,希格斯粒子的标量暗物质的不可见宽度是可以忽略不计的(<10%),除了在一个小区域非常轻的暗物质(< 10 GeV)尚未排除XENON 100或60 GeV左右的比例可以达到50%至60%。ATLAS和CMS的希格斯粒子搜索所公布的新结果对弹性散射截面设定了非常严格的限制。
2011-12-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
LHC-friendly freeze-in dark matter via Higgs portal
提出通过Higgs portal的双场frozen-in暗物质模型,标量介子衰变产生遗迹丰度,HL-LHC可通过VBF或Mono-Z探测,在10-50 GeV质量窗口内给出排除与发现极限。
2025-07-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Higgs-portal assisted Higgs inflation with a sizeable tensor-to-scalar ratio
我们证明了包含额外暗Higgs场的Higgs门相互作用一般可以将原来的标准模型(SM)的Higgs暴胀从SM Higgs势的深非SM真空问题中拯救出来.具体来说,我们表明,这种相互作用断开的顶夸克极质量从暴胀观测,并允许多维参数空间保存希格斯暴胀,由于额外的参数(暗希格斯玻色子质量$m_ϕ$,混合角$α$之间的SM希格斯$H$和暗希格斯$Φ$,和混合四次耦合)影响RG运行的希格斯四次耦合。通过在$α$和$m_ϕ$的大范围内调整相关参数,Higgs门相互作用的影响可能导致更大的张量标量比$0.08 \lesssim r \lesssim 0.1$,其中某些区域可以在未来的对撞机上探测。进行数值分析,我们发现一个允许的参数区域,匹配最新的普朗克数据。
2017-02-03 astro-ph.CO hep-ph
A Portal Dedicated to Higgs Bosons for Experts and the General Public
作为一个教育援助和专家信息的来源,一个门户网站致力于希格斯玻色子的研究。使用CERN Document Server API和Web抓取方法创建了一个包含1000多篇相关文章的数据库。当希格斯玻色子的新结果可用时,数据库会自动更新。使用人工智能和自然语言处理,根据希格斯玻色子的性质和其他标准对文章进行分类。描述了希格斯玻色子入口(HBP)的设计和实现过程。HBP的组件使用OpenShift云平台部署到CERN Web Services。HBP可在捷克粒子物理项目(CPPP)中访问,网址为http://cern.ch/cppp,也可直接访问http://cern.ch/higgs。
2022-12-21 hep-ex hep-ph
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
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
Improved limits for Higgs-portal dark matter from LHC searches
在大型强子对撞机中,对不可见希格斯粒子衰变的研究限制了暗物质希格斯粒子入口模型,其中暗物质通过希格斯玻色子与标准模型场相互作用。虽然这些搜索是对暗物质直接探测实验的补充,但两个极限的比较取决于希格斯玻色子与形成直接探测核目标的核子的耦合,通常以单个量$f_N$进行参数化。我们评估$f_N$使用最近的唯象和晶格QCD计算,并包括第一次耦合的希格斯玻色子玻色子到两个核子通过π介子交换电流。我们观察到希格斯门模型的部分取消,使两个核子的贡献非常小。我们的结果,总结为$f_N=0.308(18)$,表明希格斯-核子耦合的不确定性在过去被大大高估了。改进的限制强调了最先进的核物理输入是充分利用实验搜索的关键。
2017-10-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Two-Higgs-Doublet-Portal Dark-Matter Models in Light of Direct Search and LHC Data
我们探索简单的希格斯门户模型的暗物质(DM)自旋1/2,3/2,和1,分别适用于他们的约束从LUX和PandaX-II直接检测实验和LHC测量的125 GeV的希格斯玻色子。只有一个希格斯偶极子,我们发现,自旋-1/2 DM有一个纯标量有效耦合的偶极子是可行的,只有在一个狭窄的范围内的质量靠近希格斯极,而矢量DM仍然是允许的,如果它的质量也接近希格斯极或超过1.4 TeV,都与早期的分析。此外,自旋-3/2 DM处于与自旋-1/2 DM大致类似的情况,但是具有甚至更受限制的幸存参数空间。我们还考虑了前面每个模型的两希格斯双重线扩展,假设扩展的汤川部门是II型的两希格斯双重线模型。我们表明,在这些两个希格斯双重门户模型中,DM质量区域的显着部分排除在最简单的情况下,直接搜索边界可以收回由于抑制有效的DM与核子的相互作用在一定比例的$CP$,甚至希格斯玻色子玻色子的耦合向上和向下夸克。重新获得的参数空间包含的领域,可以产生DM-核子散射截面是远远小于其目前的实验极限,甚至低于中微子背景地板。
2017-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Higgs Portal to Cosmology
本文综述了希格斯门户在暴胀、真空稳定性及暗物质中的宇宙学意义,指出即使耦合极微弱也能产生重要影响。
2024-03-31 astro-ph.CO 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
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
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
Invisible decays of axion-like particles: constraints and prospects
类轴子粒子(ALP)可以提供一个门户到新的状态的黑暗部门。我们研究这个门户网站的现象时,ALP主要是看不见的衰减,而其与标准模型部门的相互作用基本上是通过其耦合到电子和/或光子。我们重新分析现有的限制,从各种对撞机和束流收集实验,特别是ALP生产通过电子/正电子相互作用,除了通常的生产通过ALP-光子耦合。我们进一步讨论了这些限制和有趣的可能性,同时解释μ子和电子磁矩异常之间的相互作用。最后,我们说明了在LNF正电子固定靶实验PADME的ALP搜索的前景,以及未来达到的升级实验装置。
2021-04-08 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
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
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
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
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
Hidden sector monopole, vector dark matter and dark radiation with Higgs portal
我们证明了在Higgs门相互作用下的“t Hooft-Polyakov”暗物质模型是一个可行的暗物质模型,其中Higgs和大质量矢量暗物质(VDM)由于拓扑守恒和不间断子群$U(1)_X$而稳定.我们发现,即使观测到的CMB数据要求暗规范耦合是相当小的,适当的量的VDM热遗迹可以通过$s$通道共振湮灭的质量接近或小于SM希格斯质量的一半,由于希格斯门相互作用的VDM。单极遗迹密度比观测到的暗物质遗迹密度小几个数量级。直接探测实验,特别是计划中的XENON 1 T实验,可以探测暗希格斯粒子比$\lesssim 60 {\rm GeV}$轻的参数空间。此外,与未破碎的$U(1)_X$相关联的暗光子对目前的辐射能量密度有贡献,从而给出$ΔN_{\rm eff}^ν\sim 0.1$作为额外的相对论中微子种类。
2014-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Gamma ray signals of the annihilation of Higgs-portal singlet dark matter
本文是对湮灭希格斯门单重标量和矢量暗物质的γ射线信号的探索。伽马射线信号被认为是在上下文中的贡献,从湮没的单线在星系晕的各向同性伽马射线背景(IGRB),在银河系中心过剩的背景下,并在矮球状星系的观测的背景下。我们发现,希格斯门单粒子的质量为$~$ 65 GeV的两个物种可以合理的精度解释银河系中心过剩,但这个质量范围是在目前的直接检测边界的紧张局势。我们还发现,在250-1000 GeV的质量范围内的单线态是一致的费米-LAT IGRB观测和直接检测边界。此外,从矮球状星系Segue I的伽马射线观测的界限被翻译成希格斯门耦合的界限。
2016-06-05 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Self-Interacting Dark Matter through the Higgs Portal
我们研究通过希格斯门耦合到标准模型的自相互作用暗物质。我们考虑一个场景,其中暗物质是一个热遗迹,具有足够强的自相互作用,可以减轻无碰撞冷暗物质的问题。我们研究直接探测搜索,大型强子对撞机和大爆炸核合成的约束。我们表明,这些约束和需要足够强的自相互作用与光介质之间的紧张关系可以通过耦合介质,无论是活跃或无菌中微子。未来的直接探测数据提供了巨大的潜力,可以用来寻找光介质的证据,并验证暗物质通过远程自相互作用散射。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
Invisible Decays of the $Z$ in Portal Matter Models at Tera-Z
SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福直线加速器中心)
本文研究Tera-Z下门户物质模型中Z的不可见衰变,发现门户物质场的圈图可产生符合实验约束的新贡献,未来ΔΓ_inv测量可间接约束暗 sector相互作用与门户物质模型。
2026-10-14 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
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
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
A Closer Look at CP-Violating Higgs Portal Dark Matter as a Candidate for the GCE
在过去的十年里,银河系中心的伽马射线在统计上显着过量,并得到了有力的证实。大的局部暗物质密度表明,这种银河系中心过剩(GCE)可能归因于新的物理学,事实上,它已被证明,这个信号是很好的模型湮灭占主导地位的$b\bar{b}$与WIMP尺度的截面。在本文中,我们认为马约拉纳暗物质湮灭通过希格斯门作为这个信号的候选源,其中一个大的CP违反希格斯耦合可能会严重抑制散射率。特别是,我们探讨了两个最小的UV完成,一个单重态-双重态模型和一个双重态-三重态模型的现象学,并绘制出可用的参数空间,它可以给出一个可行的信号,同时尊重当前的实验约束。
2021-04-18 astro-ph.CO 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
Screening the Higgs portal
通过希格斯门耦合到物质的光标量场介导了长程第五力。我们展示了如何混合的光标量与希格斯场可以导致这第五力被屏蔽周围的宏观物体。这种行为只能通过把两个标量场都看作是动力学的才能看到,如果不考虑希格斯场和标量场之间的混合,就会错过。我们解释在哪些条件下天真的“整合”程序失败,即当希格斯标量系统的质量矩阵有一个几乎为零的质量特征值。在存在物质的情况下,场空间中由此产生的平坦方向可以以二次阶提升,并且当引力物体足够大或者它们的表面牛顿势超过阈值时,由希格斯门介导的第五种力可以被屏蔽。最后,我们讨论了这些结果的影响,近无质量弛豫模型。
2021-02-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
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
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
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
Positivity Bounds on Higgs-Portal Freeze-in Dark Matter
该研究针对含维度8算符的希格斯 portal 标量冻结暗物质,分析其遗迹密度与正性约束,探讨不同微观模型的约束满足情况及参数空间限制。
2023-11-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conformal Portal to Dark Matter
我们提出了一个新的门户耦合到暗物质利用非最小耦合门户部门的里奇标量。这样一个门户部门共形诱导耦合到跟踪的能量动量张量的物质,包括高度隐蔽的暗物质粒子。门耦合是如此微弱,以至于暗物质是由散射和/或介质衰变的冻结过程产生的。我们考虑两个具体实现的门户网站:共形诱导希格斯门户网站和共形诱导介体门户网站。前一种情况与希格斯暴胀是相容的,而后一种情况可以通过暗物质直接探测实验来检验。
2021-10-27 astro-ph.CO 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
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
Spying an invisible Higgs
我们调查的潜力,多变量技术,以改善LHC搜索看不见的希格斯衰变弱玻色子融合。我们发现,在未来的运行中,LHC将能够在一年内探测到28%的不可见希格斯粒子宽度,在高光度运行期间探测到3.5%。一个显着的改善,这些估计需要分析的QCD辐射模式下降到10 GeV。这样的分析可以将在高光度运行时的到达率提高到2%。在整个分析过程中,我们采用保守的数据驱动背景测定。
2014-11-27 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
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
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
Superheavy dark matter through Higgs portal operators
WIMPzilla假说认为暗物质是一种超弱相互作用的超重粒子。传统上,WIMPzilla丰度由暴胀期间或结束时的引力粒子产生决定。在这项研究中,我们允许WIMPzilla通过希格斯门直接与标准模型场相互作用,并且我们计算了等离子体中希格斯玻色子对湮灭产生的WIMPzilla暗物质的热产生(冻结)。两个粒子物理模型参数是WIMPzilla质量和Higgs-WIMPzilla耦合。这两个宇宙学参数是再加热温度和膨胀结束时宇宙的膨胀率。我们划定的区域的参数空间,无论是重力或热生产占主导地位,在这些地区内,我们确定的参数,预测所观察到的暗物质遗迹丰度。允许热产生打开了参数空间,即使是普朗克抑制的希格斯-WIMPzilla相互作用。
2019-07-29 astro-ph.CO hep-ph