$Z^\prime$-mediated Majorana dark matter: suppressed direct-detection rate and complementarity of LHC searches
我们研究了在$\mathrm{SU}(2)\times \mathrm{U}(1)$不变有效理论中轴向矢量暗物质散射的直接探测率，并与LHC的结果进行了比较。目前的限制，从直接检测实验已经绑定的介质质量要很好地进入TeV的范围内的WIMP样的情况。这激发了对参数空间的一致和系统的探索，以绘制出可能抑制速率的可能区域。我们确实找到了这样的区域，并着手构建一致的UV模型，产生相关的有效理论。然后，我们讨论了相应的约束，从对撞机和直接检测实验相同的参数空间。我们发现一个基准的情况下，即使是未来的XENONNT实验，大型强子对撞机的约束将有一个更大的敏感性介质质量。
2022-08-07 hep-ph
Production and signatures of multi-flavour dark matter scenarios with t-channel mediators
我们研究了包含两代暗物质粒子的暗物质场景的现象学，不同之处仅在于它们的质量和它们与其他粒子的耦合，类似于标准模型的夸克和轻子扇区。具体来说，我们考虑的情况下，两代暗物质马约拉纳费米子耦合到右手轻子和标量介体通过汤川耦合。我们确定不同的生产制度中的多味暗物质的情况下，我们认为，在某些部分的参数空间的较重的一代可以发挥关键作用，产生正确的暗物质丰度。在这些区域，暗物质与标准模型的耦合强度可能比单一口味的暗物质场景大得多。相应地，间接和直接检测信号可以显著增强。我们还评论的签名模型从较重的暗物质一代到较轻的衰变。
2021-03-18 hep-ph
Multi-scalar signature of self-interacting dark matter in the NMSSM and beyond
本文研究了自相互作用暗物质（SIDM）的一般NMSSM和超越的情况下，其中的暗物质是一个马约拉纳费米子和力介质是一个标量玻色子。提出了一个考虑玻恩能级效应的暗物质自相互作用截面的改进解析表达式。由于SIDM场景中的大耦合和轻介体，如果DM/介体以高能量产生，则它们将经历多个分支。基于对DM扇区簇射的蒙特卡罗模拟，我们得到了在LHC上由Higgsino产生和衰变产生的DM/mediator的多重数和光谱。
2021-09-09 hep-ph
Bound-state effects for dark matter with Higgs-like mediators
本文通过求解等离子体修正的薛定谔方程，研究了标量交换对暗物质遗迹丰度的影响。考虑了一个简化的模型，其中Majorana暗物质费米子嵌入标准模型的U（1）$'$扩展中，并通过汤川相互作用与暗Higgs耦合.我们发现暗-Higgs交换可以显著增加超闭合边界。对于在这项工作中检查的汤川耦合的最大（最小）值，暗物质质量从5 TeV（0.55 TeV）提升到27 TeV（0.70 TeV）。
2018-07-11 hep-ph
Constraints on Majorana Dark Matter from the LHC and IceCube
我们考虑一个简化的模型马约拉纳费米子暗物质，并探讨直接，间接和大型强子对撞机搜索的约束。假设暗物质通过轴向矢量相互作用的矢量介质耦合到标准模型。我们提供了LHC单喷流搜索和IceCube限制在太阳中的暗物质湮灭的详细分析。特别是，我们开发了一种方法来计算限制简化的WIMP暗物质模型从公共IceCube数据，这只适用于有限数量的标准模型的最终状态。我们表明，大型强子对撞机和冰立方搜索马约拉纳暗物质是互补的，并得出新的限制的暗物质和介质的群众，包括另外的约束从大型强子对撞机di-jet搜索，直接检测和暗物质遗迹密度。
2016-03-27 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter production in association with a single top-quark at the LHC in a two-Higgs-doublet model with a pseudoscalar mediator
在扩展的标准模型的框架下，研究了LHC实验对具有单顶的暗物质的相关生产的敏感性。据发现，实验的灵敏度是占主导地位的壳生产的带电希格斯玻色子，当这假设低于1 TeV的质量。考虑一个和两个轻子最终状态的专用选择开发，以评估在参数空间中的覆盖率为这个签名的质量中心的能量为14 TeV，假设一个积分亮度为300 fb $^{-1}$。对于质量为150 GeV的赝标量介质，如果$H^{\pm}$质量在300 GeV-1 TeV的范围内，并且最大程度地与两个希格斯双重态的赝标量混合，则在95%CL下可以排除$tanβ$的值高达3和降至15。这种新的签名补充了mono-Higgs，mono-Z和$t{\bar t}$ + $E_{\mathrm T}^{\mathrm miss}$签名的参数空间覆盖在以前的出版物中考虑该模型。
2018-01-09 hep-ph
Same-sign dileptons as a signature for heavy Majorana neutrinos in hadron-hadron collisions
我们讨论了同号双轻子作为Majorana中微子签名的可能性。产生机制由单个重中微子产生和衰变质子-质子-> 1 ^{ \pm } N X -> 1 ^{ \pm } 1 ^{ \pm } X '给出。给出了LHC能量的截面和分布。
1997-03-27 hep-ph
Signature for heavy Majorana neutrinos in hadronic collisions
分析了强子碰撞中新的可能的重Majorana中微子的产生和衰变。这些粒子与标准中微子的混合的新的界限估计根据大统一模型建议的基本表示。这些马约拉纳中微子的一个明显特征是在末态中由同号双轻子加上带电的弱矢量玻色子给出。我们讨论了未来在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）的实验可能性。
2000-08-11 hep-ph
Simplified dark matter models with charged mediators
我们回顾简化模型中，一个单重马约拉纳暗物质候选夫妇的标准模型（SM）费米子介导的标量费米子合作伙伴通过相互作用。我们总结了在这些情况下的两个主要的生产机制：暗物质湮灭介导的第一或第二代标量费米子合作伙伴具有显着的左右手征混合和共湮灭与标量费米子合作伙伴几乎退化的质量与暗物质。然后，我们强调了最有趣的现象学方面的带电介质模型相关的当前和未来的搜索新的物理。我们描述精确测量SM费米子偶极矩，包括模型与标量μ子的合作伙伴，可以占$g_μ-2$。我们讨论了在大型强子对撞机和未来轻子对撞机的预计灵敏度带电介质的新的搜索策略。我们总结了直接检测的限制，并展示了下一代实验可能如何探测量子色动力学带电介质在质量尺度超出了大型强子对撞机的灵敏度。我们还回顾了间接检测模型与标量轻子合作伙伴的前景，专注于γ射线搜索的灵敏度，内部韧致辐射。
2022-03-15 hep-ph
Signature of Majorana neutrinos in equal-sign W-production by lepton scattering
本文研究了通过同号带电轻子散射产生$W$玻色子对来判定中微子是Dirac还是Majorana粒子，计算了该轻子数破坏过程的截面，指出其可揭示质量矩阵分量并探索超出标准模型的物理。
2025-09-16 hep-ph
Non-Minimal Dark Sectors: Mediator-Induced Decay Chains and Multi-Jet Collider Signatures
大量天体物理学和宇宙学证据表明，宇宙不仅包含可见物质，还包含暗物质。为了抑制暗扇区和可见扇区之间的耦合，一个标准的假设是这两个扇区仅通过中介进行通信。在本文中，我们做了一个简单但重要的观察：如果暗扇区包含多个具有相似量子数的组分，那么这个介体也一般地引起暗扇区衰变，较重的暗组分衰变为较轻的组分。这反过来甚至可以产生相对较长的暗衰变链，衰变链的每一步也会产生可见物质。因此，这种介体诱导的衰变链的可见副产物可以作为这种情况的独特特征。为了更具体地研究这种可能性，我们研究了一个场景，其中一个多分量的暗扇区通过中介连接到标准模型夸克。然后，我们证明，这样的情况下产生的多喷对撞机签名，我们检查这样的喷气机在部分子和检测器水平的属性。在相对较大的区域内的参数空间，我们发现，这样的多射流签名不排除现有的单射流和多射流搜索。因此，这种衰变级联代表了在当前和未来对撞机上发现多组分暗区的潜在途径。
2020-05-01 hep-ex hep-ph
Collider signatures for dark matter and long-lived particles with Pythia 8
我们描述了四个模型的实施生产的暗物质或as-associated粒子在大型强子对撞机的基础上最简单的扩展的标准模型。第一类模型包括通过s通道介体产生暗物质。这包括与矢量玻色子（Z '）或标量（S）介质的喷流相关的产生，以及通过相关的hZ'产生的单希格斯产生。我们实现了最简单的t-通道介体的形式与轻子量子数和完全通用的汤川耦合到暗物质费米子和右手SM轻子的标量。最后，我们实现了一个广义的混合暗物质模型，其中的暗物质是一个SU（2）单态和N重态的混合物。我们发现，最后两个模型也非常适合研究一系列长寿命粒子签名的生产。我们说明了这一点，重新解释的限制CMS搜索重带电粒子的T-通道的情况下。
2018-07-11 hep-ph
Signatures from Scalar Dark Matter with a Vector-like Quark Mediator
我们提出了一个全面的研究模型中的暗物质是由一个单线态实标量耦合到标准模型主要通过汤川相互作用与轻夸克和彩色矢量类费米子。这种情况的一个显著特征是，早期宇宙中的热冻结可能是由湮灭成单圈胶子对（$gg$）和胶子的虚内部韧致辐射（$q \bar{q} g$）驱动的。这样的暗物质候选者也可以通过直接和间接的检测以及在LHC上进行测试;可行的候选者要么质量接近费米子介质的质量，要么质量超过约2 TeV。
2016-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Collider phenomenology of Hidden Valley mediators of spin 0 or 1/2 with semivisible jets
许多超越标准模型的物理模型都包含了在标准模型和隐谷规范群下都带电的粒子，但很少有人努力建立它们的实验签名。我们提供了一个一般概述的碰撞机现象的自旋0或1/2的中介与非平凡的规范数下的标准模型和一个单一的新的限制群。由于许多非常规签名的可能性，重点是直接生产半可见的射流。为了使介质能够衰变，必须打破全局$U(1)$对称性。最好的办法是引入一组明显违反这种对称性的算子。我们发现，只有有限数量的这样的重正化算子和现象可以分为五个不同的类别。我们表明，参数空间的大区域已经被排除在外，而其他人不受当前搜索策略的约束。我们还讨论了如何搜索可以修改，以更好地探测这些不受约束的地区，利用特殊属性的半可见射流。
2018-08-14 hep-ph
Dark matter searches with mono-photon signature at future e$^+$e$^-$ colliders
由于任何e $^+$ e $^-$散射过程都可以伴随着来自初始状态辐射的硬光子发射，因此可以使用这些光子的能谱和角分布的分析来搜索具有不可见终态的硬过程。因此，高能量e $^+$ e $^-$对撞机提供了一个独特的可能性，最一般的搜索暗物质的基础上的单光子签名。我们认为DM粒子的生产，通过国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）的实验，考虑到探测器的影响，在DELPHES快速模拟框架内的调解。在一个通用模型中的光DM生产的限制被设置为一个广泛的介质质量和宽度。对于介质质量的对撞机的质心能量，从单光子分析的结果是更严格的限制比预期的直接共振搜索在标准模型衰变通道。
2021-07-27 hep-ph
Dark matter production through loop-induced processes at the LHC: the s-channel mediator case
我们展示了如何在简化模型中的大型强子对撞机单X搜索相关的研究具有暗物质候选人和$s$通道调解人可以在MadGraph5_aMC@NLO框架内进行。我们专注于胶子启动的环诱导的过程，主要是有关的情况下，调解人夫妇优先第三代夸克，特别是顶夸克。我们的实现使我们能够研究签名强子对撞机涉及失踪的横向能量加喷流或加上中性玻色子（$γ,Z,H$），可能包括额外辐射的影响，多部分子合并和匹配的部分子淋浴。
2015-08-03 hep-ph
Final taus and initial state polarization signatures from effective interactions of Majorana neutrinos at future $e^{+}e^{-}$ colliders
我们研究了未来的$e^{+}e^{-}$对撞机在轻子数违反通道$e^{+}e^{-}\rightarrow l^{+} l^{+}+ 4 jets$中解开不同的新物理对产生重无菌Majorana中微子的贡献的可能性，用$l=e, μ, τ$。这是完成调查的最终反τ极化尾迹和初始光束偏振信号的有效运营商的依赖性与不同的狄拉克-洛伦兹结构有助于马约拉纳中微子的生产和衰变，参数化新的物理从更高的能量尺度。我们发现这两种分析可以很好地解开可能的矢量和标量运营商的贡献。
2019-03-23 hep-ph
Signatures of Right-Handed Majorana neutrinos and gauge bosons in $e γ$ Collisions
在左右对称模型的框架下研究了过程$e^- γ\to e^+ W_R^- W_R^-$。结果表明，在CLIC对撞机上，这种反应和任意末态轻子的$e^- γ\to l^+ W_R^- W_R^-$都有可能被发现。对于相对较轻的双电荷希格斯玻色子玻色子，其质量对发现的可能性没有太大影响，而对于较重的值，反应的概率增加。
2002-11-28 hep-ph
Signatures for Majorana neutrinos in $e^- γ$ collider
研究了在$e^- γ$对撞机上探测不同质心能量的Majorana中微子的可能性。我们研究了$W^- W^- l_j^{+}(l_j^+\equiv e^+ ,μ^+ ,τ^+)$末态，由于轻子数破坏，这是一个明显的中间Majorana中微子贡献的签名。如果重中微子是狄拉克粒子，这种信号（末态轻子具有与初始轻子相反的电荷）是不可能的。在我们的计算中，我们利用螺旋度理论得到了振幅的解析表达式，并考虑了中间中微子既可以是在壳层的，也可以是离壳层的。最后给出了末态轻子的总截面和角分布的结果。我们还包括对作为输入参数的函数的预期事件数的讨论。
2001-05-16 hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT I. Scalar and fermionic models with s-channel vector mediators
本文利用GAMBIT对通过s通道矢量媒介子与夸克耦合的标量和费米子暗物质简化模型进行全局拟合，发现LHC单喷注超出和遗迹密度限制偏好暗物质质量约为媒介子一半的共振区域，并揭示了矢量与轴矢量耦合带来的竞争性约束。
2023-08-08 hep-ph
Perturbative Unitarity Constraints on Charged/Colored Portals
曾经与标准模型处于热平衡的暗物质通常被禁止从电弱或QCD相变获得其所有质量。这意味着一个新的物理尺度和媒介粒子需要促进暗物质湮灭。在这项工作中，我们考虑的情况下，热暗物质通过标量介质的颜色和/或带电湮灭。我们展示了如何分波么正性的地方上界的质量和耦合的暗物质和介质。为了做到这一点，我们采用有效场论与暗物质以及三种口味的slepton或squarks最小的味道违反。对于狄拉克（马约拉纳）暗物质，湮灭通过介质收费为左手slepton，我们发现一个上限约为45 TeV（7 TeV）的介质和暗物质质量，分别。这些界限随着颜色数量乘以所涉及的味道数量的平方根而变化。因此，对于右手电子，边界减小了2次方根。对于右手方和左手方，边界分别增加根3和根6。最后，由于对自然模型的兴趣，我们也集中在一个有效场论只有停止。我们发现狄拉克（马约拉纳）暗物质和停止质量的上限约为32 TeV（5 TeV）。与传统的自然性论证相比，停止界对新物理何时出现给出了更坚定的、替代性的预期。类似于自然性，上面引用的所有边界在暗物质可以共湮灭的定义的微调区域之外都是有效的。在这个区域的参数空间的界限可以超过著名的界限从Griest和Kamionkowski。我们简要介绍了计划和现有的直接探测实验和对撞机的影响。
2015-01-13 hep-ph
Universal Properties of Pseudoscalar Mediators
我们讨论了普适信号的一致性模型的赝标介质的对撞机搜索暗物质。只保留由于相容性条件而不能解耦的自由度，我们提出了一类普适的简化模型，该模型具有赝标介体和与标准模型场的可重正化耦合.我们计算的稳定性和微扰性的约束，限制从电弱精密测量，对撞机搜索新的重粒子，以及约束从遗迹密度测量和间接探测实验搜索信号的暗物质湮灭到光子。我们发现，单- $Z$最终状态是最强的，这类模型的通用信号，与其他签名存在于不同的紫外线完成，可以用来区分它们。
2017-12-18 hep-ph
Simplified Dark Matter Models Confront the Gamma Ray Excess
受银河系中心过量伽马射线的启发，我们面对一些简化的暗物质模型与实验数据。假设一个单一的暗物质粒子耦合到标准物质通过自旋0调解人，我们比较模型的证据马约拉纳费米子，真正的标量和真正的矢量暗物质候选人。我们考虑暗物质湮灭到各种费米子最终状态有助于观察到的差分伽马射线通量。我们的似然函数还包括暗物质遗迹密度，它的弹性散射截面与核，和对撞机的限制。使用贝叶斯推断，我们限制的质量和耦合强度的暗物质和介质粒子。我们的结果表明，如果伽马射线过剩是由于暗物质的上述参数很好地约束的观测。我们发现，马约拉纳费米子暗物质模型是支持的数据。
2014-09-22 hep-ph
Testing New TeV-scale Seesaw Mediators at the LHC
我们建议TeV尺度狄拉克费米子生产马约拉纳质量的已知中微子通过树级跷跷板，不同于标准的I型和III型跷跷板。采用具有非零超荷的弱五重态导出了新的跷跷板公式m_v ~ v^6/M^5，并对M ~ TeV的新态导出了经验质量m_v ~ 10^{-1} eV.对于参数空间的有限范围，其中M <几个100 GeV，所提出的机制是可以在LHC上通过由Drell-Yan聚变产生的狄拉克型重轻子的特征衰变来检验的。
2011-05-27 hep-ex hep-ph
A study of collider signatures for two Higgs doublet models with a Pseudoscalar mediator to Dark Matter
两个希格斯偶极子模型加上一个额外的赝标量粒子耦合到标准模型和一个新的稳定的中性粒子，为解决暗物质问题提供了一个有吸引力的和相当小的途径。它们已经成为LHC几次搜索的对象。我们研究现有的大型强子对撞机测量对这些模型的影响，首先在搜索所解决的基准区域，然后在放松一些假设和扩大考虑的参数范围后。在每种情况下，我们研究新参数如何改变LHC中潜在的可见签名，并确定这些签名中的哪些应该已经对现有的测量产生了重大影响。这使我们能够对一些迄今为止尚未研究的场景设置一些第一约束。
2021-01-11 hep-ex hep-ph
Fermionic Dark Matter in a simple $t$-channel model
在一个简单的$t$通道模型中，考虑了可重整化标准模型规范相互作用中的费米暗物质粒子。DM粒子与SM费米子的相互作用是通过携带颜色或轻子数的标量和矢量介质的交换。在本研究中考虑的有色介质的情况下，我们发现，如果DM是热产生的，并占所观察到的遗物密度几乎整个参数空间被排除的直接检测观测。在这种情况下，在大型强子对撞机上进行的单喷流加缺失能量搜索的边界不那么严格。相比之下，马约拉纳DM的情况下，我们得到强的边界从单喷搜索排除DM粒子的质量小于约几百GeV的标量和矢量介质。
2016-11-02 hep-ph
Interpreting the Fermi-LAT gamma ray excess in the simplified framework
我们测试的可解释性，马约拉纳费米子暗物质候选人与标量介体解释的伽马射线过剩从银河系中心。假设调解人耦合到所有第三代费米子，我们计算暗物质丰度和散射的原子核，伽马，正电子和反质子宇宙射线通量，从暗物质湮灭的无线电发射，以及暗物质湮灭的CMB上的效果观测。在排除了有争议的射电观测之后，其余的数据倾向于暗物质（介质）质量在10-100（3-1000）GeV范围内，与底夸克和τ轻子的弱关联耦合在68%的可信度水平上为10^{-3}-1。
2015-05-25 hep-ph
Astrophysical Signatures of Secluded Dark Matter
我们分析了WIMP暗物质的隐蔽模型的间接天体物理特征，其特征在于湮灭成光兆电子伏尺度介质是亚稳态衰变成标准模型状态的弱尺度速率。这种情况下允许一个显着的增强的湮灭截面在星系晕相对于其值在冻结，特别是当介质是轻到足以进行这一过程，通过辐射捕获到一个亚稳态的“WIMP-鎓”的束缚态。对于在隐藏的U（1）'规范群下带电的MeV尺度矢量介质，增强的湮灭率主要导致相当大的过量正电子通量，即使在没有天体物理助推因子的情况下。
2008-11-17 astro-ph hep-ph
LHC signatures of a Z' mediator between dark matter and the SU(3) sector
在本文中，我们研究了在大型强子对撞机亲胶$Z'$的实验签名，特别是通过分析三个喷流或四个顶部事件。$Z'$通过6维算符与胶子耦合，参数空间由CMS在7和8 $\mathrm{TeV}$上的实验搜索约束。现有的限制来自暗物质的研究，其中$Z'$代表了后者和标准模型之间可能的调解人也包括比较。$\sqrt s=13$ TeV的前景使我们能够评估在LHC的下一次运行期间可以发现亲糖$Z'$的参数空间的值。特别是，我们表明，三个射流不变质量的分析可以提供一个明确的信号（$>5σ$）的$Z'$的质量超过300 $\mathrm{GeV}$。另外，四个顶部事件还带来了重$Z'$（高于$\sim 2~\mathrm{TeV}$）的进一步发现潜力。因此，在LHC的下一次运行中，四个顶部通道和三个喷流分析中的两个信号的组合可以提供一个明确的信号，表明重亲糖$Z'$的存在。
2015-09-18 hep-ex hep-ph
Simplified Dark Matter Models with Charged Mediators: Prospects for Direct Detection
我们考虑一类简化的费米子暗物质（DM）模型通过两个具有任意混合角的带电标量介体与左手和右手标准模型费米子耦合的直接检测前景$α$。DM与核的相互作用是由更高的电磁矩介导的，对于马约拉纳DM来说，这是阿那普尔矩。在给出了一个完整的解析计算的Anapole矩，包括其$α$的依赖性，并与文献中的限制相匹配，我们计算的DM-核子散射截面，并显示LUX和未来的LZ约束的参数空间的这些模型。然后，我们将这些结果与来自$Fermi$ -LAT连续体和线搜索的约束进行比较。在所有情况下，这些简化模型的超对称极限的结果。我们发现，未来的直接检测实验将能够探测这些模型的参数空间的$\mathcal{O}(100-200)$ GeV DM和最轻的介质质量$\lesssim \mathcal{O}(5\%)$大于DM质量。对于较大的DM质量和DM与最轻介质质量之间的较大质量差，直接检测前景减小，尽管对于$\mathcal{O}(200)$ GeV DM和大于DM质量的最轻介质质量$\lesssim \mathcal{O}(20\%)$仍探测到可观的区域。在参数空间中的某些“盲点”附近，直接检测边界也被衰减，其中由于不同项的消除，极大极矩被严重抑制。我们仔细研究了这些盲点和这些区域中相关的$Fermi$ -LAT信号。
2016-10-06 hep-ph
Dark matter with exotic mediators: The diquark portal
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Miami University（迈阿密大学）
本文研究了通过双夸克通道与标准模型耦合的费米子暗物质模型，构建了完整的媒介领域并讨论了其对撞机信号。
2026-01-29 hep-ph
A Study of Dark Matter and QCD-Charged Mediators in the Quasi-Degenerate Regime
我们研究的情况下，唯一的轻新粒子是马约拉纳费米子暗物质候选人和一个或多个QCD带电标量，耦合到轻夸克。如果新粒子在质量上接近简并，那么这种情况有几个有趣的现象学特征。特别是，LHC对光标量的搜索降低了灵敏度，因为可见和不可见的产物往往更柔和。此外，暗物质-标量共湮灭可以允许甚至相对较重的暗物质候选者成为一致的热遗迹。最后，暗物质核子散射截面在准简并极限下增强，允许直接探测实验使用自旋无关和自旋相关散射来探测LHC探测之外的参数空间区域。虽然这种情况下有广泛的应用，我们措辞的MSSM方面的这项研究，在极限情况下，唯一的轻sparticles是一个bino-like的暗物质候选人和光味squarks。
2017-12-01 hep-ph
Mono-jet Signatures of Gluphilic Scalar Dark Matter
一个亲胶标量暗物质（GSDM）模型最近被提出作为一个有趣的视觉的WIMP暗物质的沟通占主导地位的标准模型通过胶子。我们讨论了对撞机签名的硬喷反冲对丢失的动量（“单喷”）在这样的建设，其主要贡献是在一个循环。我们比较完整的单循环计算与有效场论（EFT）的治疗，并发现（如预期的那样），EFT不准确地描述区域的参数空间中的质量的有色介质粒子是可比的实验削减丢失的能量。我们从$\sqrt{s}=$ 8 TeV的数据确定边界（几个选择SU（3）表示的调解人），并显示预期达到的$\sqrt{s}=$ 13 TeV的LHC和未来的100 TeV $pp$对撞机约束或发现GSDM模型。
2017-07-03 hep-ph
Multi-Lepton Collider Signatures of Heavy Dirac and Majorana Neutrinos
讨论了在大型强子对撞机（LHC）上从重标准模型（SM）单重态中微子的产生和衰变中观测到多轻子信号的可能性，用跷跷板机制解释了观测到的轻中微子质量。特别是，我们分析了两个'吸烟枪'的信号取决于狄拉克或马约拉纳性质的重中微子：（i）马约拉纳的情况下，相同的符号双轻子信号，可以用作探测轻子数违反，和（ii）狄拉克的情况下，三轻子信号，保存轻子数，但可能违反轻子味。在一个最小的左右对称框架内，这些额外的中微子态自然产生，我们发现，在这两种情况下，几乎没有超过TeV的背景就可以识别信号，并且在这个过程中可以发现重规范玻色子W_R。这一分析也提供了一个直接的方法来探讨跷跷板物理的性质，涉及SM单在TeV的规模，特别是，以区分I型跷跷板与纯粹的马约拉纳重中微子从逆跷跷板与伪狄拉克对应。
2012-05-23 hep-ph
The two-real-singlet Dark Matter model
我们重新审视了一个暗物质模型与扩展的标准模型与两个真正的单线态$χ$和$η$服从$Z_2 \otimes Z_2'$对称性，其中$Z_2'$自发破缺。虽然$χ$作为一个稳定的暗物质候选者提供了遗迹密度，但真正的$η$场扮演着光介质的角色。我们研究了这个模型的可行性，相对于暗物质的自我相互作用，这可以解释在矮星系中观察到的密度分布的规模，我们的银河系。此外，该模型中类似标准模型的希格斯玻色子与介质场有微小的混合，似乎与当前LHC的数据一致。在这个标准模型的相当小的扩展中，介体$η$自然衰变为马约拉纳中微子，既不干扰标准大爆炸核合成，也不干扰宇宙微波背景观测。
2019-07-21 hep-ph
Robust collider limits on heavy-mediator Dark Matter
我们讨论了如何一致地使用有效场论（EFT）设置重介质暗物质在对撞机上的通用边界，而不损害一个给定的有效相互作用的模型。我们说明了一个马约拉纳费米子的方法，普遍耦合到标准模型夸克通过一个6维轴-轴四费米子运营商。我们重铸的ATLAS单射流分析，并表明，相当一部分的参数空间，似乎排除了一个天真的EFT的解释，实际上仍然是未开发的。一致设置的EFT限制可以在任何特定的基础模型中重新解释。我们提供了两个明确的例子，所选择的运营商和比较我们的模型独立的方法，可通过专门的分析达到。
2015-05-15 hep-ex hep-ph
Signatures of sub-GeV dark matter beams at neutrino experiments
我们研究了MiniBooNE、MINOS和T2 K的高光度固定靶中微子实验，分析了它们对光稳定态的敏感性，重点研究了MeV-GeV尺度的暗物质。亚GeV质量范围内的热遗迹暗物质场景需要光介质的存在，光介质与标准模型的耦合有助于早期宇宙的湮灭，并允许正确的热遗迹丰度。介质反过来又为对撞机或固定目标上的暗物质提供了一个产生通道，因此，在固定目标上产生的中微子束可能包含额外的暗物质光束。该束的特征包括在（近）探测器中的电子或核子的弹性散射，这非常类似于中微子的中性流散射。我们确定在现代固定目标设施的事件率和随之而来的灵敏度亚GeV的暗物质。
2012-05-15 hep-ph
Vector Boson Fusion Signatures of Superheavy Majorana Neutrinos at Muon Colliders
本研究评估了未来μ子对撞机通过矢量玻色子融合探测超重马约拉纳中微子的能力，证明其可探测质量高达100 TeV、混合角小至0.001的中微子，为下一代对撞机提供动机。
2025-08-14 hep-ph
Powerful Solar Signatures of Long-Lived Dark Mediators
暗物质在太阳中的捕获和湮灭可以产生可探测的高能中微子，这为暗物质-质子散射截面提供了一个探测器。我们考虑的情况下，湮灭收益通过长寿命的暗介质，这使得伽马射线逃离太阳，减少中微子的衰减。对于伽马射线，由于费米对GeV太阳伽马射线的详细测量，以及HAWC和LHAASO在TeV范围内前所未有的灵敏度，有令人兴奋的新机会。对于中微子，增强的通量，特别是在更高的能量（$\sim$ TeV），允许更灵敏的暗物质搜索与冰立方和KM 3 NeT。我们发现，这些搜索通道可以是非常强大的，潜在的提高灵敏度的暗物质自旋相关的散射截面的几个数量级相对于目前的搜索高能量太阳中微子，以及直接检测实验。
2017-06-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Signature of heavy Majorana neutrinos at a linear collider: Enhanced charged Higgs pair production
带电的希格斯粒子对可以在ee对撞机上通过重中微子（N）通过e^+ e^-> H^+ H^-的t通道交换产生，如果N是马约拉纳粒子，也可以通过轻子数破坏（LNV）类符号反应e^ \pm e^ \pm \to H ^\pm H^\pm产生。假设有效的eNH^+耦合与轻中微子质量之间没有先验关系，我们证明了这个相互作用顶点可以显著增强带电希格斯对的产生过程。特别是，LNV H^-H^-信号可以探测ILC中质量范围为100 GeV < m_N < 10^4 TeV的N，有效混合角λ在10^{-4} <λ ^2 < 10^{-8}范围内，并且处于微扰么正性限和无中微子双β衰变（ββ_{0ν}）极限内。轻子数守恒（LNC）e^+ e^- \to H^+ H^-模式可以对例如在500 GeV的国际直线对撞机（ILC）上，如果π ^2 > 0.001，则产生一个O（10）TeV的重马约拉纳中微子。
2007-08-18 hep-ph
Signatures for Majorana neutrinos at hadron colliders
中微子的马约拉纳性质只能通过涉及带电轻子的轻子数破坏过程来实验验证。我们研究了强子对撞机上产生的类$ΔL=2$符号双轻子，以寻找Majorana中微子的信号。我们发现显着的灵敏度共振生产的马约拉纳中微子在10-80 GeV的质量范围内，在目前运行的Tevatron与2 fb $^{-1}$积分亮度，并在10-400 GeV的范围内，在大型强子对撞机与100 fb $^{-1}$。
2006-10-28 hep-ex hep-ph
Signatures of heavy Majorana neutrinos and HERA's isolated lepton events
本文将无中微子双β衰变图应用于HERA，并推广到任意两个带电轻子的末态。考虑的情况下，其中两个逃脱典型的识别标准和产生的τ衰变强子的情况下。这两种可能性都给出了一个孤立的轻子，它具有高横动量、强子活动和横动量的不平衡。我们研究了这些事件的运动学性质，并将它们与H1合作组报道的高p_T孤立轻子进行了比较。它们的正电荷μ介子事件可以用"双β“过程来解释，我们讨论了精确确定哪种原始终态产生单个孤立轻子的可能性。为了证实我们的假设，人们应该在数据中寻找高赝快度和/或低p_T轻子，或者寻找另外的分离喷流。
2000-06-19 hep-ph
Mono-Higgs Signature in the Scotogenic Model with Majorana Dark Matter
我们研究了Majorana暗物质（DM）候选情况下暗生模型的唯象性.这种情况下给出了重要的后果，因为该模型的参数空间几乎是不受约束的惰性希格斯双重模型（或暗生模型与标量DM）相比，因此，提供了新的机会，发现在未来的高能对撞机，如HL-LHC。作为一个例子，我们专注于生产的标准模型（SM）希格斯玻色子与一对暗标量。由于其干净的签名，SM希格斯玻色子的$γγ$衰变通道在HL-LHC（在$\sqrt{s}=14$ TeV）和未来的FCC-hh（在$\sqrt{s}=100$ TeV）进行了详细的研究。在重新审视了LHC运行II对模型参数空间的约束，并选择了满足所有理论和实验约束的基准点之后，我们发现，质量高达$140$ GeV（$160$ GeV）的标量可以在LHC（FCC-hh）上用积分亮度的$3$ ab $^{-1}$探测，假设$5\%$具有不确定性。
2019-10-27 hep-ph
Majorana Dark Matter in a new B-L model
本文在标准模型的$U(1)_{B-L}$规范扩展中对Majorana暗物质进行了全面的研究。在标准模型中加入了三个带$B-L$电荷的奇异费米子作为$-4, -4, +5$，使模型不受三角形规范异常的影响。丰富的标量扇区和新的重规范玻色子$U(1)_{B-L}$对称性的$Z^{\prime},$使该模型有利于探索在双门户场景中的搜索暗物质信号。对角化奇异费米子质量矩阵，我们得到了Majorana质量本征态，其中最轻的一个起着暗物质的作用。分别分析两种介质的影响，标量门通道给出了一个可行的参数空间，与普朗克数据的遗迹密度和LUX，XENON1T和PandaX等各种实验的直接检测限一致。而$Z^{\prime}$介导的通道被限制在残余丰度，LHC在双轻子通道中搜索$Z^{\prime}$。无质量的物理戈德斯通玻色子在标量门户遗迹密度中起着关键作用。最后，我们简要讨论了单圈水平上中微子质量的产生。
2018-11-08 hep-ph
Dark matter-neutrino interactions through the lens of their cosmological implications
暗物质和中微子为粒子物理学的标准模型之外的新物理学提供了两个最令人信服的证据，但它们通常被视为两个不同的部门。本文的目的是确定是否有可行的粒子物理框架中，暗物质可以耦合到活跃的中微子。我们使用一个简化的模型的方法来确定所有可能的可重正化的情况下，有这样的耦合，并研究其天体物理和宇宙学的签名。我们发现当暗物质和中微子之间的耦合足够大时，暗物质-中微子相互作用对结构的形成有影响，并导致间接的检测信号。这可以用于排除参数空间的大部分。在大多数情况下，暗物质质量高达几兆电子伏和介质质量高达几个电子伏被排除在外。当暗物质耦合到自旋为1的介质时，或者当暗物质粒子和介质在质量上简并时，如果介质是自旋为0或自旋为1/2的粒子，则排除区域可以进一步扩展。
2017-11-14 hep-ph
Hunting for Heavy Majorana Neutrinos with Lepton Number Violating Signatures at LHC
亲中微子双Higgs二重态模型（$ν$ 2 HDM）提供了一种通过与新的双标量$Φ_ν$（$H^\pm,~H,~A$）和TeV尺度的单重态中微子$N_R$相互作用产生微小中微子质量的自然方法。在本文中，我们对质量序为$m_{N_R}<m_{Φ_ν}$的新标量和中微子在LHC上级联衰变产生的轻子数破坏（LNV）特征进行了详细的模拟。在轻子味违反过程和直接对撞机搜索的约束下，研究了它们的衰变性质，得到了三种类型的LNV特征：$2\ell^\pm 4j+\cancel{E}_T$，$3\ell^\pm 4j+\cancel{E}_T$和$3\ell^\pm\ell^\mp 4j$。我们发现，同号三轻子签名$3\ell^\pm4j+\cancel{E}_T$是相当独特的，是最有希望的发现渠道在高亮度LHC。我们的分析还产生了$95\%$ C.L.在13（14）TeV的LHC上，计算了$Φ_ν$和$N_R$质量在平面内的不相容极限，积分光度为100~（3000）/fb。
2017-01-17 hep-ph
Di-jet/$e^+e^-$+ MET to Probe $Z_2-$Odd Mediators to the Dark Sector
我们探索的情况下，暗物质（DM）耦合到标准模型主要是通过一个标量介体${\cal S}$，这是奇怪的下$Z_2$对称，导致有趣的对撞机签名。事实上，如果没有与介质的线性相互作用，对撞机上最重要的DM产生机制可能会导致与至少两个费米子相关的丢失横向能量（MET）的最终状态，例如双喷射或双电子签名。我们考虑的框架是模型无关的，在某种意义上说，它是唯一的基础上的对称性和制定（扩展）DM有效场论（eDMEFT）的方法。此外，它允许通过抑制$Z_2$断裂效应来解决第一代费米子质量的小。从大型强子对撞机的di-jet +MET分析中，我们发现有效的${\cal S}$ - ${\cal S}$ -DM-DM相互作用的边界相当宽松，除非介质与SM费米子的耦合非常强烈，而未来的$e^+ e^-$对撞机，如CLIC，可以对相应的模型参数提供更严格的约束，因为介质是亲轻子的。最后，我们强调的参数空间，允许产生所观察到的DM密度，包括直接检测实验的约束。
2019-07-02 hep-ex hep-ph
Unveiling a Hidden Epoch: Impact of Mediator Induced Matter Domination in Freeze-in Dark Matter
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示介子衰变导致早期物质主导时期，影响暗物质产生及引力波特征。
2025-12-15 hep-ph
One Bump or Two Peaks? The 750 GeV Diphoton Excess and Dark Matter with a Complex Mediator
我们认为，最近观察到的过剩的双光子不变的质谱约750 GeV的可能性是由于两个狭窄的标量。我们证明，只要两个标量表现出适当的质量分裂，没有必要引入不可见的衰变模式来扩大宽度。然而，我们调查这两个标量的暗物质在玩具模型与马约拉纳费米子暗物质候选人的可能联系。我们探讨了两个标量宽度的宽度有多大，可以考虑到对撞机和暗物质实验的各种约束。引入两个标量消除了双光子产生和暗物质约束之间的紧张关系。
2016-04-19 hep-ex hep-ph
Dark matter with $t$-channel mediator: a simple step beyond contact interaction
有效的接触算子提供了在对撞机上搜索暗物质的最简单的参数化。然而，光介质可以显着改变敏感性和搜索策略。考虑介质的简单模型是对撞机搜索的重要下一步。在本文中，我们考虑的情况下，一个$t$通道调解人。它的出现为单射流$+\displaystyle{\not{E}}_T$搜索开辟了新的贡献，并可以显着改变范围。我们还研究了搜索过程的单喷射$+\displaystyle{\not{E}}_T$和直接对生产的调解人之间的互补性。介体对生产也提供了重要的贡献CMS类单射流$+\displaystyle{\not{E}}_T$搜索第二硬jet是allowed.There是一个大的区域的参数空间中的单射流$+\displaystyle{\not{E}}_T$搜索提供了更强的限制。假设遗迹丰度的暗物质是热产生的框架内的这个模型，我们发现，在狄拉克费米子暗物质的情况下，有没有区域的参数空间，满足单喷$+\displaystyle{\not{E}}_T$搜索和直接检测的组合约束，而在马约拉纳费米子暗物质的情况下，质量的暗物质必须大于约100 GeV。如果不假设遗迹丰度要求，则$t$通道介质的发现预示着更多的新物理。
2014-03-06 hep-ex hep-ph
Sensitivity of future linear $e^+e^-$ colliders to processes of dark matter production with light mediator exchange
由于任何$e^+e^-$散射过程都可能伴随着来自初始状态辐射的硬光子发射，因此可以使用这些光子的能谱和角分布的分析来搜索具有不可见终态的硬过程。因此，高能量$e^+e^-$对撞机提供了一个独特的可能性，最普遍的搜索暗物质（DM）的基础上的单光子签名。我们认为DM粒子的生产在国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）的实验通过光介质交换。探测器的影响被考虑到DELPHES快速仿真框架内。在一个简化的模型中的光DM生产的限制被设置为基于重建的单光子事件的预期的二维分布的介质质量和宽度的函数。实验灵敏度提取的DM生产截面。限制调解人耦合，然后提出了广泛的调解人群众和宽度。对于光介质，质量的碰撞器的质心能量的质量，耦合限制来自单光子分析是更严格的比那些预期从直接共振搜索在衰变通道SM粒子。
2021-10-30 hep-ph
Probing hidden spin-2 mediator of dark matter with NA64e, LDMX, NA64$μ$ and M$^3$
标准模型（SM）粒子和暗物质（DM）之间的联系可以通过隐藏的自旋2质量介质来引入。本文考虑SM的带电轻子扇区和DM粒子之间的简化基准联系，DM粒子被认为是暗扇区中隐藏的狄拉克费米子。有关耦合是通过涉及自旋2介体场和SM和DM扇区的能量动量张量的5维算子建立的。我们详细研究了这种情况对NA 64 $e$、LDMX、NA 64 $μ$和M $^3$等轻子固定靶装置的影响。特别是，对于具体的实验，我们详细讨论了丢失的能量签名的自旋2玻色子生产其次是其不可见的衰变成稳定的DM对。此外，我们推导出这些实验的预期达到的目标上积累的轻子的投影统计。我们还讨论了隐含的自旋$2$玻色子发射的微分谱的核和原子形状因子参数化的含义，其生产的总截面和探测隐藏的自旋$2$ DM调解器的固定-固定目标设施的实验范围。
2022-10-03 hep-ph
Gamma-ray Signals from Dark Matter Annihilation Via Charged Mediators
我们考虑一个简化的模型，其中马约拉纳费米子暗物质湮灭带电费米子通过交换带电介质。我们考虑了在最一般的情况下，由过程$XX \rightarrow \bar f f γ$，$γγ$和$γZ$产生的γ射线信号，包括非平凡的费米子质量和非平凡的左右混合以及带电介质的$CP$ -破坏相位。特别是，我们发现最一般的频谱内部韧致辐射，它插在制度之间占主导地位的虚拟内部韧致辐射和终态辐射。我们还研究了在比例$σ(γγ) / σ(γZ)$和螺旋度不对称的$XX \rightarrow γγ$过程中的变化，每个作为混合角和$CP$违反阶段的函数。作为一个应用，我们将这些结果应用到搜索一类MSSM模型。
2016-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
How to save the WIMP: global analysis of a dark matter model with two s-channel mediators
一个可靠的比较不同的暗物质（DM）搜索需要模型，满足一定的一致性要求，如规范不变性和微扰么正性。作为一个很好的动机的例子，我们研究两个中介DM（2 MDM）。该模型基于自发破缺的$U(1)'$规范对称性，包含一个Majorana DM粒子以及两个$s$ -通道介体，一个矢量（$Z'$）和一个标量（暗希格斯玻色子）。我们执行一个全球性的扫描模型的参数，假设DM遗迹密度是通过在早期宇宙中的热冻结，并施加一个大的约束：直接和间接DM搜索，单喷流，双喷流和双轻子搜索在对撞机，希格斯观测，电弱精度测试和微扰么正性。我们的结论是，热DM只允许接近一个$s$通道共振或如果至少有一个调解人是轻于DM颗粒。在这些情况下，可以获得热DM丰度，尽管DM与标准模型的耦合很小。有趣的是，我们发现，矢量介导的DM-核子散射导致相关的限制，尽管速度抑制的截面，和间接检测可以是重要的，如果DM湮灭到两个介质是运动学允许的。
2016-09-26 astro-ph.CO hep-ph
