Monojet Searches for MSSM Simplified Models
我们探讨了单喷流搜索在强子对撞机的最小超对称扩展的标准模型（MSSM）的影响。为了量化单喷流搜索的影响，我们考虑简化的MSSM方案与中性伴子暗物质。在几个MSSM简化方案的背景下重新解释了LHC运行1的单喷流结果，并强调了与直接超对称搜索结果的互补性。我们还调查了单喷流搜索的运行2，以及未来的更高能量强子对撞机的范围。
2016-09-19 hep-ph
Mono-Z': searches for dark matter in events with a resonance and missing transverse energy
我们分析了LHC事件的潜在暗物质的影响与失踪的横向动量和共振，如Z '，衰减到一对喷流或轻子。这种最终状态包含着重大的发现潜力，但尚未被LHC实验详细研究。我们介绍了与暗物质粒子相关的Z'产生模型，提出了重建和选择策略，并估计了当前LHC数据集的灵敏度。
2015-04-06 hep-ex hep-ph
Collider searches for dark matter in events with a Z boson and missing energy
在对撞机上对暗物质的探测通常涉及高能初始态辐射的特征，而没有可见的反冲粒子。对单喷流或单光子特征的研究已经对暗物质与标准模型粒子的相互作用产生了强有力的约束。我们将其扩展到单Z签名和重新解释的ATLAS分析的事件与Z玻色子和失踪的横向动量，以获得限制暗物质相互作用的质量尺度和核子截面的有效场论的背景下，描述暗物质通过重介质粒子与夸克或弱玻色子相互作用。
2012-12-22 hep-ex hep-ph
Broadening Dark Matter Searches at the LHC: Mono-X versus Darkonium Channels
目前在大型强子对撞机上对暗物质的搜索集中在单X特征上：与标准模型（SM）粒子相关的暗物质的产生。最简单的基准是在暗物质$χ$和SM之间引入一个大质量的自旋为1的介质--$Z^\prime$玻色子。当介质可以衰变成两个壳层上的暗物质粒子：$M_{Z'}\gtrsim 2M_χ$时，来自单X通道的限制是最有效的。我们扩大到互补区域的实验范围，在那里的$Z^\prime$介质是比暗物质轻得多。在这种情况下，$Z^\prime$在暗物质之间调解了一种有效的长程作用力，从而促进了暗物质束缚态的形成，这在许多暗扇区模型中很常见。当$M_χ>M_{Z'}/α_{\rm eff}$，其中$α_{\rm eff}$是暗区的有效精细结构常数时，暗鎓变得活跃。此外，暗偶素可以衰变回SM夸克，而不会在探测器中产生丢失的横动量。考虑到多喷流的最终状态，我们重新解释现有的搜索，以限制简单的$Z^\prime$基准超出区域探测单X搜索。假设一个重子$Z^\prime$介体和一个狄拉克暗物质，直接探测的界限可以通过给暗物质一个小的马约拉纳质量来放宽。我们还考虑了在未来的高能对撞机，这是在探测模型参数空间的前沿单X和暗通道之间的相互作用。
2018-12-13 hep-ex hep-ph
Can millicharge be probed at future Super Tau Charm Facility via mono-$π^0$ searches?
本研究提出在未来超级陶粲装置上通过单$\pi^0$ 信号搜寻微电荷粒子的新通道，计算了信号与标准模型本底事例，推导了不同能量下的微电荷上限，指出该方法在低质量区有一定提升，可作为不可见粒子研究的补充。
2024-09-12 hep-ex hep-ph
Monojet versus rest of the world I: t-channel Models
利用有效场论（EFT）算子的单射流搜索通常被解释为对直接探测（DD）散射截面的鲁棒和模型无关的约束。同时，在大型强子对撞机上产生暗物质（DM）的介质粒子必须存在。该介体粒子可以在壳上产生，使得对介体粒子的直接搜索可以约束应用于单射流约束的有效算子。在这第一篇论文中，我们做了一个案例研究的t-通道模型在单喷射搜索，（标准模型单重态）DM是通过一个t-通道介导的粒子，其超对称模拟是squark对产生。我们比较单射流约束直接约束单或对生产的调解人从多射流加上失踪的能源搜索，我们确定的地区，后者占主导地位的前者。我们表明，计算边界使用超对称简化模型和窄宽度近似，在以前的工作中所做的文献中，错过了重要的定量效果。我们进行了完整的事件模拟和统计分析，我们计算的影响上和离壳生产的介导粒子，表明单喷流和多喷流加上丢失的能量搜索，以前推导的界限提供了更保守的界限比可以提取的包括所有相关的过程中的模拟。单喷流和超对称性搜索（SUSY）提供了一个范围广泛的参数空间可比的边界，与SUSY搜索通常提供更强的边界，除了在DM粒子和介质非常质量简并的区域。EFT近似很少能够再现实际极限。在接下来的第二篇论文中，我们考虑了s通道介质的情况。
2014-02-10 hep-ex hep-ph
Reinterpretation of ATLAS and CMS searches in monojet and mono-$V$ final states: prospects of limits on excited neutrinos
Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
重新解释ATLAS和CMS在13 TeV的单喷注和单$V$搜索，利用模拟信号导出激发中微子产生截面上限，排除质量高达约4 TeV的激发中微子。
2026-06-24 hep-ph
QCD effects in mono-jet searches for dark matter
大型强子对撞机寻找与喷流有关的缺失的横向能量，使得暗物质和夸克之间的相互作用有了很强的界限。在这篇文章中，我们提出了一个扩展的POWHEG箱能够计算底层的截面在下一个领先的订单水平。这种方法使我们能够始终包括部分子淋浴的影响，并应用现实的实验削减。我们发现显着的差异，从一个固定的顺序分析，忽略部分子淋浴效果。特别是，下一个领先的顺序校正不会导致一个显着增强的单射流截面，一旦否决额外的射流被强加。然而，这些校正降低了信号预测的理论不确定性，因此提高了导出的界限的可靠性。我们提出了我们的结果，在简单的重新缩放因子，它可以直接应用到现有的实验分析和讨论的影响，改变实验削减。
2013-12-13 hep-ex hep-ph
Boosting mono-jet searches with model-agnostic machine learning
我们展示了弱监督机器学习如何提高LHC单喷流搜索对具有异常喷流动力学的新物理模型的敏感性。无标签分类（CWoLa）方法用于从低级别探测器信息中提取所有可用信息，而无需参考特定的新物理模型。对于一个强相互作用的暗物质模型的例子，我们采用模拟数据表明，现有的通用搜索的发现潜力可以大大提高。
2022-05-06 hep-ph
Complementarity of WIMP Sensitivity with direct SUSY, Monojet and Dark Matter Searches in the MSSM
这封信提出了新的结果的综合灵敏度的大型强子对撞机和地下暗物质的搜索实验，以最轻的中性伴子作为WIMP候选人的最小超对称扩展的标准模型。我们发现，单喷流搜索显着扩大的灵敏度，中性伴子质量的情况下，标量夸克几乎简并与它的质量。包括最新的约束的LUX实验上的中性伴子-核子自旋无关散射截面进一步扩大这种灵敏度，突出了jets/ $\ell$ s+的显著互补性在大型强子对撞机和暗物质的MET和单喷流探索新的物理模型与暗物质候选人。我们的研究的定性结果仍然有效后，会计理论的不确定性。
2013-11-29 hep-ph
Prospects for searches for Higgs boson decays to dark photons at the ILC
一个有趣的暗物质模型涉及到一个隐藏的扇区，它与标准模型（SM）场解耦，除了一些门户相互作用。这一点的具体实现是隐藏阿贝尔希格斯模型，它导致SM希格斯玻色子玻色子衰变为一对新的玻色子，称为$Z_{\mathrm{d}}$或暗光子。本说明探讨了在ILC中寻找这种暗光子的前景与$\sqrt{s}=250$ GeV，其中暗光子迅速衰减。对于$H\rightarrow Z_{\mathrm{d}}Z_{\mathrm{d}}\rightarrow 4\ell$（$\ell = e,μ$）的最终状态，它密切关注最近在大型强子对撞机的类似搜索，而对于$2\ell2j$和$4j$的最终状态，使用多变量分析方法。这项研究尚未得到SiD财团的批准。
2022-03-15 hep-ex hep-ph
Constraining Dark Sectors with Monojets and Dijets
我们考虑暗扇形粒子（DSP）从新介体中获得与标准模型费米子的相当大的相互作用。虽然这些粒子可以避免在直接探测实验中观察到，但它们受到LHC测量的强烈限制。我们证明，有一个重要的互补性之间的搜索DSP生产和搜索的调解人本身，特别是边界（宽）dijet共振。这一观察不仅在DSP是所有暗物质的情况下至关重要，而且每当-正是由于其与可见扇区的相当大的相互作用-DSP如此有效地湮灭，以至于它只形成一个暗物质子成分。为了突出DSP直接检测和LHC单喷流和双喷流搜索的不同作用，以及微扰约束，我们首先分析了轴向矢量介质的典型情况，然后概括我们的结果。我们发现重要的影响解释大型强子对撞机暗物质搜索的简化模型。
2015-06-24 hep-ex hep-ph
Dark matter searches in the mono-$Z$ channel at high energy $e^+e^-$ colliders
我们探索单$Z$签名的暗物质搜索在未来的高能$e^+e^-$对撞机。在有效场论的背景下，我们考虑两种接触算符，分别描述暗物质与电弱规范玻色子和与电子/正电子的相互作用。对于五个基准模型，我们提出了运动学削减区分信号从背景的带电轻子和强子衰变模式的$Z$玻色子。我们还提出了实验的有效运营商的截止尺度的敏感性，并将其与费米-LAT间接搜索，并证明了几种配置的偏振光束的意义的增益。
2014-04-28 hep-ph
Probing feebly interacting dark matter with monojet searches
本文提出利用LHC单喷注与大缺失能量事件搜寻，探测通过Z'门户模型由胶子湮灭产生的弱相互作用大质量粒子（FIMPs），发现LHC Run 3有望发现MeV-TeV质量范围内的暗物质新物理。
2023-04-06 hep-ph
Actual Physics behind Mono-X
Mono-X搜索是LHC标准的暗物质搜索策略。首先，我们展示了如何在初始状态辐射的情况下，他们基本上崩溃的单喷搜索。其次，我们系统地研究了较重的暗物质状态衰变的单X签名。直接检测的限制强烈地限制了我们的MSSM的期望，但一旦我们包括光NMSSM介质，单Z和单希格斯信号在很大程度上消失。最后，衰变拓扑激发了单W对和单希格斯对的搜索，加强和补充了它们的单X对。
2018-09-19 hep-ph
Identifying dark matter interactions in monojet searches
利用平均喷注能量剖面技术研究了单喷注搜寻暗物质中夸克和胶子喷注的区分问题。我们证明了我们的结果的背景下，暗物质与夸克和胶子相互作用的有效场论，但我们的方法适用于更广泛的一类模型。不同的暗物质有效理论和标准模型背景都有一个特征性的夸克/胶子分数的领先喷流。当与传统的切割和计数单喷流搜索结合使用时，喷流能量分布可以用于设置更强的暗物质接触相互作用的边界。如果在14 TeV LHC上发现了单喷流过剩，则暗物质与夸克或胶子之间的接触相互作用可以在95%的置信水平上区分开来。对于LHC的给定速率，直接探测实验中不同暗物质相互作用的信号预测可以跨越五个数量级。识别这些相互作用的能力使我们能够在LHC搜索和直接检测实验之间建立更紧密的联系。
2013-12-18 hep-ph
On Mono-W Signatures in Spin-1 Simplified Models
对同位旋断裂效应的潜在敏感性使得LHC搜索单W签名有希望探测标准模型和暗物质之间的耦合结构。然而，已经表明，单W通道对上型和下型夸克与暗物质耦合的相对大小和符号的强烈敏感性是么正性破坏的假象。我们提供了三种不同的解决方案，这个单W问题的背景下，自旋-1简化模型，并简要讨论了我们的研究结果对单W搜索的前景在未来的大型强子对撞机运行的影响。
2016-07-15 hep-ex hep-ph
Monojet searches for momentum-dependent dark matter interactions
我们考虑最小的暗物质的情况下，具有动量依赖耦合的黑暗部门的标准模型。我们从现有的LHC搜索单喷通道的约束，估计未来的LHC灵敏度为300 FB $^{-1}$的积分亮度，并与模型表现出传统的动量无关的相互作用与黑暗的部门进行比较。除了受到（复合）伪戈德斯通暗物质场景的启发外，动量相关耦合也很有趣，因为它们削弱了直接检测的限制。对于一个特定的暗物质质量，大型强子对撞机原来是敏感的动量依赖的情况下，由于更硬的射流横向动量分布的信号截面较小。
2016-09-23 hep-ph
Dark Matter Searches with a Mono-Z' jet
研究了一类具有GeV尺度暗Z '的暗物质模型的对撞机特征。在强子对撞机上，暗物质粒子的产生自然会导致Z '的产生，Z'在强子衰变后会出现一个狭窄的喷流。与通常来自初始状态辐射的单喷流信号相反，暗物质的终态辐射可以产生单Z '喷流加上丢失的横向能量的特征。通过对Z'喷注的喷注子结构分析，我们发现这些Z'喷注可以与QCD喷注在很大程度上区分开来。与单喷流相比，对单Z '喷流事件的专门搜索可以导致在所解释的暗物质-核子散射截面上超过一个数量级的更强的边界。
2015-07-24 hep-ph
Dark matter searches at the LHC
我们提出了一个总结的暗物质的搜索在大型强子对撞机的ATLAS和CMS实验的当前状态。对于简化参数空间中的各种假设，LHC排除是对直接检测结果的补充。介绍了寻找暗物质的单目标分析和寻找暗物质介质的各种分析。
2017-09-07 hep-ex hep-ph
Resonance Searches with an Updated Top Tagger
例如在共振搜索中，顶部标记器的性能可以通过增加变量集来显著增强，特别关注最终状态辐射。我们研究的生产和衰变的重规范玻色子在即将到来的大型强子对撞机运行。对于恒定的信号效率，与我们以前的标记器相比，多变量分析实现了高达30倍的背景抑制。基于这项研究和附录中的文档，我们为即将到来的LHC运行发布了一个新的HEPTopTagger 2。它现在包括脂肪喷射的大小、N-subjettiness和Qjets的不同模式的最佳选择。
2015-03-19 hep-ph
Constraining Dark Matter Interactions with Pseudoscalar and Scalar Mediators Using Collider Searches for Multi-jets plus Missing Transverse Energy
单喷流搜索寻找涉及缺失横向能量（MET）加上一两个喷流的事件，是最突出的对撞机暗物质搜索。我们发现，多射流搜索，寻找MET加上两个或更多的射流，是显着更敏感的单射流搜索赝标量和标量介导的相互作用。我们证明了这一点的背景下，一个简化的模型与赝标量相互作用，解释了过剩的GeV能量的费米大面积望远镜观测到的伽马射线。我们发现，多喷流搜索已经限制了赝标量解释的过量介质（毫安）的质量是两倍以上的暗物质质量（MDM）的参数空间。随着LHC在更高能量下的运行，mA>2mDM的参数空间的剩余区域将被充分探索。此外，我们强调的重要性，补充单喷流的最终状态与多喷流的最终状态，以最大限度地提高灵敏度的搜索生产的暗物质在对撞机。
2015-10-15 hep-ex hep-ph
ALPs at Colliders
新的伪标量，通常被称为类轴子粒子（ALP），在模型构建中大量存在，并且通常与新对称性的破缺有关。传统的搜索和间接边界仅限于轻轴子，通常在或低于与光子耦合的ALP的KeV范围内。我们目前的碰撞边界的ALP从单$γ$，三- $γ$和单喷搜索模型独立的方式，以及LHC和未来的机器的前景。我们发现，它们是现有搜索的补充，因为它们对较重的ALP敏感，并且有能力覆盖参数空间中无法访问的区域。我们还表明，假设一定的模型相关的ALP耦合到光子和胶子之间的相关性，以及考虑到ALP相互作用的有效描述的有效性，单喷搜索实际上是更合适和有效的间接约束ALP的情况下。
2015-06-10 hep-ex hep-ph
Higher-Order QCD Predictions for Dark Matter Production in Mono-$Z$ Searches at the LHC
我们提出了在LHC运行II中寻找暗物质的单$Z$产生的理论预测，包括次主导阶QCD修正和部分子簇射效应。我们考虑通用的简化模型与矢量和标量$s$通道介质。计算是通过在FeynRules/MadGraph5_aMC@NLO框架中实现简化模型来执行的，这使我们能够以自动化的方式包括高阶QCD校正和部分子簇射效应。我们发现，这些修正是相当大的，有助于减少理论的不确定性。我们还调查了发现的潜力，在几个基准的情况下，在13 TeV运行在LHC。
2015-09-30 hep-ph
Search for Dark Matter at CMS
这些结果是从直接产生的暗物质粒子的CMS实验的搜索。所有这些搜索都使用了完整的LHC Run-I数据集，其中包含8 TeV质心能量下的质子-质子碰撞的约20/fb。最终状态与单喷流，光子，单轻子签名被认为是，以及与暗物质粒子与顶夸克产生的过程。大多数这些结果已被解释使用有效场论的方法，而第一个结果也报道了简化模型。
2014-10-21 hep-ex 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
Directional Searches at DUNE for Sub-GeV Monoenergetic Neutrinos Arising from Dark Matter Annihilation in the Sun
我们考虑使用的方向性在寻找单能亚GeV中微子所产生的衰变停止K介子，这可以产生的暗物质湮灭在太阳的核心。当这些中微子在中微子探测器上与原子核发生带电相互作用时，它们通常会射出一个质子，这个质子在正向方向上的峰值很高。这个轨迹的方向可以在DUNE测量，允许通过比较源上和源外事件率来区分信号和背景。我们发现，方向信息可以提高信号与背景的比例高达5倍。
2017-01-11 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
Searching for dark matter at LHC with Mono-Higgs production
我们考虑使用有效场论的工具在单希格斯通道中寻找暗物质。该通道利用了这些算子中存在的$SU(2)_L$断裂的独特优势，以避免对任何初始状态辐射的需要，通常需要标记不可见粒子的产生。我们发现，敏感性参数描述暗物质与标准模型粒子的相互作用是可比的那些从单喷流搜索的一个子集通常被认为是运营商，我们提出了第一次从对撞机搜索的界限耦合DM只有希格斯场或其协变衍生物。
2013-11-06 hep-ph
Simplified dark matter models with two Higgs doublets: I. Pseudoscalar mediators
我们研究了一类新的可重正化的简化模型的暗物质搜索在大型强子对撞机是基于两个希格斯偶极子模型与一个额外的赝标量介质。与运行I数据分析中采用的自旋为0的简化模型相反，这些模型是自洽的，统一的，希格斯物理的边界通常不构成约束。各种失踪的横向能量（$E_{T, \rm miss}$）搜索的预测进行了讨论，并探讨了13 TeV的LHC的范围。结果发现，所提出的模型提供了丰富的频谱互补的可观的，导致非平凡的约束。在这种情况下，我们强调的灵敏度的$t\bar t + E_{T, \rm miss}$，单- $Z$和单希格斯通道，产生更强的限制比单喷流搜索在大部分的参数空间。自旋0共振搜索，电弱精密测量和味观测的约束也来自和示出提供进一步的重要处理约束和测试所考虑的暗物质模型。
2017-06-08 hep-ex hep-ph
Prospects for collider searches for dark matter with heavy quarks
我们提出了未来对撞机搜索与底夸克或顶夸克相关的暗物质的预测。这样的生产渠道产生的最终状态与失踪的横向能量和一个或多个b-射流。给出了限制，假设一个有效的标量算子耦合暗物质夸克，这里讨论的专用分析显着提高了一个通用的单喷流分析。我们给出了预期的高亮度LHC运行在14 TeV和33 TeV强子对撞机的更新结果。
2013-08-01 hep-ex hep-ph
Mono-W Dark Matter Signals at the LHC: Simplified Model Analysis
我们研究单W信号的暗物质（DM）的生产在大型强子对撞机，规范不变的重正化模型的背景下。我们分析了两个简化的模型，一个涉及一个s-通道Z'调解人和其他的t-通道色标量调解人，并考虑的例子中，DM夸克耦合的同位旋守恒或同位旋破坏后的电弱对称性破缺。虽然以前的单W信号的工作都集中在同位旋违反EFT，获得非常强的限制，我们发现，同位旋违反影响很小，一旦这样的物理嵌入到规范不变的简化模型。因此，我们发现，8 TeV的单W的结果是少得多的约束比所产生的单喷搜索。考虑到轻子（单轻子）和强子（单脂肪喷注）衰变的W，我们确定了14 TeV的大型强子对撞机达到单W搜索与3000 fb $^{-1}$的数据。虽然单W信号将为单喷流发现通道提供重要补充，但这些模型的现有限制意味着在14 TeV LHC上观察它将是一个具有挑战性的信号。
2015-12-01 hep-ex hep-ph
Characterising dark matter searches at colliders and direct detection experiments: Vector mediators
我们引入了一个最小简化暗物质（MDM）的框架，定量地解释了暗物质（DM）的搜索在大型强子对撞机。我们研究了两个MSDM模型，其中DM是一个狄拉克费米子与矢量和轴矢量介质相互作用。该模型的特点是由四个参数：DM和调解人的群众，调解人耦合DM和夸克。MSDM模型准确地捕捉完整的事件运动学，并依赖于所有的质量和耦合可以系统地研究。在这一框架内对单射流搜索的解释可用于与直接探测实验进行平等的比较。对于矢量介质的理论，LHC单喷流搜索具有更好的灵敏度比直接检测搜索轻DM质量（小于5 GeV）。对于轴向矢量介质，LHC和直接检测搜索通常探测参数空间中的正交方向。我们从大型强子对撞机和多吨氙直接探测实验的最终范围探索了这些搜索的预测极限，并发现搜索的互补性仍然存在。最后，我们提供了一个在MSDM和有效场论（EFT）框架的限制比较，突出的EFT框架的不足之处，特别是在探索单喷和直接检测搜索的互补性。
2015-01-16 hep-ph
Hidden Monopole Dark Matter via Axion Portal and its Implications for Direct Detection Searches, Beam-Dump Experiments, and the $H_0$ Tension
由于其稳定性，隐藏的暗物质是一个看似合理的暗物质候选者，但由于与最小形式的标准模型粒子的微弱相互作用，直接实验搜索非常困难。然后，我们介绍了一个轴子，$a$，连接隐藏的暗物质和标准模型粒子，并检查当前的限制和未来的前景直接暗物质搜索和束流转储实验。我们发现两个参数区域周围的$m_a = {\cal O}(10)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{5})$ GeV和$m_a = {\cal O}(100)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{4})$ GeV的暗物质和轴子分别在未来的实验，如PICO-500和SHiP的范围内。我们还注意到，主要由轴子衰变产生的隐藏光子与$ΔN_{\rm eff} \simeq 0.6$一起贡献给暗辐射，这可以松弛$H_0$张力。
2019-09-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter Searches for Monoenergetic Neutrinos Arising from Stopped Meson Decay in the Sun
暗物质在被太阳核散射后可以被太阳引力捕获。在太阳中心捕获和积累的暗物质的湮灭可能会导致暗物质最可检测和识别的信号之一。对湮灭产物衰变中产生的高能中微子的研究对暗物质与原子核的自旋相关散射截面产生了极强的竞争性约束。近年来，由暗物质湮灭产生的低能中微子信号被认为是一种竞争和互补的搜索策略。这些高多重性的强子簇射产生了大量的π介子，它们将在太阳中停留并衰变，从而产生独特的亚GeV中微子信号。在这里，我们改进了以前的工作，考虑单能中微子信号所产生的π介子和K介子衰变。我们考虑在液体闪烁，液氩，水切伦科夫探测器搜索，并找到非常有竞争力的灵敏度为几个GeV的暗物质质量。
2015-11-25 astro-ph.HE hep-ph
New approach to DM searches with mono-photon signature
高能量e $^+$ e $^-$对撞机为基于单光子特征的最一般的暗物质搜索提供了独特的可能性。分析初态辐射光子的能谱和角分布可以用来寻找具有不可见末态产生的硬过程。过去的大多数研究都集中在假设重介体交换的情况下。然而，我们注意到，现有的实验数据仍然没有排除与轻介体交换的情况，如果介体耦合到标准模型粒子是非常小的。我们提出了一种新的方法，其中光介质生产的实验灵敏度被定义在介质质量和介质宽度。这种方法比假设SM和DM粒子的介体耦合值的方法更模型独立。总结在这方面的贡献是我们的研究发表的结果与WHIZARD和预期的灵敏度的国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）的实验，暗物质生产的单光子事件的模拟。
2022-03-13 hep-ph
Prospects for Higgs Searches via VBF at the LHC with the ATLAS Detector
我们报告的潜在的标准模型希格斯玻色子的发现与矢量玻色子融合机制的质量范围$115<M_H<500 \gev$与ATLAS实验在大型强子对撞机。对$H\to W^{(*)}W^{(*)}\to l^+l^-\sla{p_T}$、$H\toγγ$和$H\to ZZ\to l^+l^-q\bar{q}$进行了强子水平的可行性研究，随后进行了快速探测器模拟。所获得的结果显示在$115<M_H<300 \gev$范围内有很大的发现潜力。多变量技术获得的结果报告了一些渠道。
2004-03-09 hep-ph
Vector boson fusion topology and simplified models for dark matter searches at colliders
在本文中，我们研究了可能的搜索在碰撞使用矢量玻色子融合拓扑的背景下，简化模型签名。我们研究这些搜索的可能的物理范围与单喷型搜索，并确定这两个签名是如何互补的。
2022-10-26 hep-ph
Heavy Higgs boson Searches at the LHC in the light of a Left-Right Symmetric Model
本研究基于左右对称模型，针对LHC上的重中性与单电荷重希格斯玻色子伴随产生过程，结合轻子末态开展两种分析方法研究，给出了不同能量下对应质量荷电希格斯的探测显著性。
2024-02-02 hep-ph
Interplay between Fermi gamma-ray lines and collider searches
我们探讨了伽马射线谱线之间的相互作用和LHC搜索涉及丢失的能量和光子。作为一个例子，我们考虑一个单重态狄拉克费米子暗物质与费米伽玛射线线在130 GeV的介体。一种新的手征或局域U（1）对称性使得弱尺度暗物质自然存在，并提供了轴子或Z'规范玻色子作为连接暗物质和电弱规范玻色子之间的媒介。在这些模型中，介体粒子可以在对撞机上与光子结合产生，并且它通过衰变成DM对或ZZ Z γ产生大量丢失的能量，其中至少一个Z衰变成中微子对。我们在LHC上采用了具有较大能量损失的双光子搜索，并对模型中介质场的耦合和质量施加了限制。我们表明，Z'调解模型的参数空间已经强烈约束的LHC 8 TeV的数据，而一定区域的参数空间远离共振类轴子介质模型是有界的。我们预见在LHC 14 TeV的Z'和轴子中介模型的光子边界。
2013-03-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A new solar neutrino channel for grand-unification monopole searches
我们确定了一个以前未开发的发现渠道大统一单极子，从他们的能力，催化质子直接衰变成单能459兆电子伏的反中微子在太阳内。以前的分析忽略了这种可能性，因为它必然涉及电弱抑制因子，而是寻找通过两阶段质子衰变产生的未抑制的20-50 MeV中微子。通过解释典型中微子探测实验中相互作用截面和实验背景的相对差异，我们证明了这个新通道实际上具有更大的发现潜力。作为一个例子，使用5326天的超级神冈曝光，我们发现，$2\;σ$（$3\;σ$）的偏差在20-50 MeV的通道被放大到$3\;σ$（$4.6\;σ$）的偏差在459 MeV的情况下。利用这两个通道之间的相关性也可以提供更大的统计能力。
2018-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Monopole production via photon fusion at the LHC
磁单极子的存在，也在一些大统一理论中预测，将对称化麦克斯韦方程组，并解释电荷量子化。对它们的探测正在宇宙望远镜和对撞机实验中进行，如MoEDAL和ATLAS。在这份报告中，我们专注于，最少探索，光子融合机制，但Drell-Yan结果进行了讨论。本文给出了自旋为0、1/2和1的磁单极子在有效速度依赖于磁荷作用下的截面。对于自旋为1/2和自旋为1的单极子，包括一个磁矩项，它被视为一个新的唯象参数，并与速度相关的耦合，允许微扰处理的截面计算。我们提出了一个适当的实现光子融合和Drell-Yan过程到MadGraph UFO模型，旨在作为一个有用的工具，在LHC的搜索，特别是光子融合，鉴于它还没有被认为是最近的实验合作。此外，这种扰动可靠的搜索的实验影响进行了讨论。
2019-03-29 hep-ph
Unitarity and Monojet Bounds on Models for DAMA, CoGeNT, and CRESST-II
如果暗物质与夸克或胶子相互作用，这些相互作用的中介要么可以在大型强子对撞机上直接接触到，要么太重，以至于它的影响被编码在接触算符中。我们发现，在大型强子对撞机的接触算子描述的自洽性意味着边界上的调解人规模强于失踪的能量搜索。这转化为自旋无关的弹性散射截面，其水平小于10^-41 cm ^2，这直接影响到DAMA、CoGeNT和CRESST-II异常。然后，我们仔细探讨了单喷流搜索的潜力，在光介质限制，专注于任意耦合到夸克和暗物质的Z'模型。我们发现，Tevatron数据目前提供了最严格的界限暗物质和Z'质量低于100 GeV，这些搜索可以约束模型的DAMA，CoGeNT，和CRESST-II异常，只有当介质可以衰变到一对暗物质粒子。
2012-03-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Analysis of the Bounds on Dark Matter Models from Monojet Searches at the LHC
我们分析了WIMP暗物质模型的约束条件，这些约束条件可以从大型强子对撞机“单喷流”截面上的上限导出。这些约束最初是在有效场论（EFT）的上下文中解释的，其中标准模型由系数为$1/Λ^2$的6维算子扩展。我们表明，结合ATLAS和CMS合作的8 TeV的数据，仅略有提高的界限。然后，我们分析这个最终状态的背景下，简化模型与$s-$通道调解人。我们表明，如果介质的衰减宽度是小的，这些简化的模型可以准确地建模的有效场论，只有当介质质量是5 TeV以上。最后，我们指出，即使EFT准确地描述了${\cal O}(Λ^{-2})$贡献的矩阵元素，$Λ$的值附近的当前界限，它收到显着的贡献，以$Λ^{-4}$，在简化模型的上下文中，这些对应于图中两个调解人交换。这一观察结果对EFT描述的内部一致性提出了挑战，因为不包括维度$-8$算子，这些算子也将有助于矩阵元素的${\cal O}(Λ^{-4})$。
2017-09-25 hep-ph
Missing Energy Signatures of Dark Matter at the LHC
我们使用ATLAS和CMS在单喷流+丢失能量和单光子+丢失能量的末态中搜索来限制暗物质与夸克和胶子的耦合。在一个有效场论的框架下，我们比较了几种现有的单喷流分析，发现高p_T切割的搜索对暗物质更敏感。我们限制了有效的暗物质-标准模型相互作用的抑制尺度，并将这些限制转换为与直接和间接检测相关的截面上的界限。我们发现，对于某些类型的运营商，特别是自旋无关的暗物质-胶子耦合和自旋相关的暗物质-夸克耦合，从单喷通道的LHC约束的竞争力，或优于，限制直接搜索到暗物质质量的顺序1 TeV。与间接搜索相比，我们排除了90% C.L.，暗物质湮灭为夸克，湮灭截面的热遗迹的质量低于15-70 GeV，取决于洛伦兹结构的有效耦合。单光子的限制比单射流的限制要弱一些，但在发现单射流的情况下，仍然提供了一个重要的交叉检查。我们还讨论了可能性，暗物质-标准模型在LHC能量的相互作用不能被描述的有效运营商，在这种情况下，我们发现，约束可以成为显着更强，或相当弱，取决于中间粒子的质量和宽度。我们还讨论了特殊的情况下，暗物质耦合到希格斯玻色子，我们发现，搜索不可见的希格斯衰变将提供优越的灵敏度，特别是对于轻希格斯质量和轻暗物质。
2014-06-09 hep-ph
Anatomy of the Inert Two Higgs Doublet Model in the light of the LHC and non-LHC Dark Matter Searches
惰性双希格斯偶态模型（i2 HDM）是一个理论上很好的例子，一个最小的一致性暗物质（DM）模型，提供单喷流，单Z，单希格斯和矢量玻色子融合+丢失的横向动量签名在大型强子对撞机，补充信号在直接和间接DM搜索实验。在本文中，我们已经进行了详细的分析，在整个5D参数空间的i2 HDM，来自微扰性，么正性，电弱精度数据，Higgs数据从LHC，DM遗迹密度，直接/间接DM检测和LHC单喷流分析，以及实验LHC研究的影响消失的带电轨道相关的高DM质量区。我们证明了上述约束的互补性，并提出了未来LHC数据和直接DM检测实验的预测，以进一步探索i2 HDM参数空间。该模型被实现到CalcHEP和micrOMEGAs包，这是公开的HEPMDB数据库，并准备在LHC，遗物密度和DM直接检测的背景下进一步探索。
2020-07-26 hep-ph
Mono-Z signal for dark matter searches at future lepton colliders and cosmological interpretation
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Université Grenoble-Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（印度理工学院坎普尔分校）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学与教育研究所特里凡得琅分校）；University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；SGTB Khalsa College, University of Delhi（德里大学 SG TB 卡尔萨学院）
本文在DMEFT框架下研究未来正负电子对撞机的mono-Z信号，分类算子并考虑多种约束，发现四类算子具有发现潜力，可探测多TeV能标。
2026-09-29 hep-ph
Dark Matter and Collider Searches in $S_3$-Symmetric 2HDM with Vector Like Leptons
通过在离散$Z_2$对称性下加入两代奇性类矢量轻子（VLL），研究了$S_3$对称的双Higgs二重态模型. VLL中最轻的中性成分充当暗物质（DM），而整个VLL集属于暗扇区，不允许与标准模型费米子混合。我们根据暗物质和对撞机的研究来分析这个模型。我们表明，DM是兼容的，以及满足所有直接和间接的暗物质搜索约束与当前的遗迹密度数据。我们选择了模型参数空间中的几个代表点，在上述所有暗物质的约束条件下，分别采用基于切割的分析和多元分析方法，对高亮度14 TeV LHC运行中的多轻子信号，即单轻子、双轻子、三轻子和四轻子以及末态中缺失的横能量进行了详细的对撞机分析.
2021-07-17 hep-ph
Discovering hidden sectors with mono-photon Z' searches
在许多超越标准模型的物理学理论中，从额外维度到暗物质的隐谷和模型，Z'玻色子在标准模型粒子和隐藏的扇形状态之间起着中介作用。我们研究了在大型强子对撞机上通过一个不可见的衰减Z'来观测这种隐藏态的可行性。我们主要研究过程pp -> γZ' -> γX X*，其中X是任意中性（准）稳定粒子，无论是标准模型中微子还是新态.这补充了先前使用pp -> Z Z' -> 1 + 1- X X* 的研究。只需要Z'质量和两个有效电荷来描述这个过程。如果Z'衰变为标准模型中微子，那么这些电荷可以通过Drell-Yan过程来预测，从而可以区分Z'衰变为SM中微子和不可见衰变为新的状态。我们仔细讨论所有的背景和系统误差，影响这一搜索。我们发现在LHC上可以观察到1 TeV Z'的隐扇区衰变，其显著性为5 sigma，50 fb^{-1}。观测1.5 TeV的状态需要1 ab^{-1}的超级LHC统计。系统误差的控制，特别是主要Z γ背景的部分子分布函数的不确定性，是最大化LHC搜索的关键
2008-09-17 hep-ph
Monochromatic neutrinos from dark matter through the Higgs portal
该研究提出一个通过希格斯门户耦合的费米子单态暗物质模型，利用重狄拉克中微子打开湮灭通道，产生10 GeV-1 TeV的单色中微子信号，并评估其可探测性。
2023-09-01 astro-ph.HE hep-ph
Determining Dark Matter properties with a XENONnT/LZ signal and LHC-Run3 mono-jet searches
我们开发了一种方法来预测的结果，大型强子对撞机运行3的基础上假设检测$\mathcal{O}(100)$信号事件在XENONNT。我们的方法依赖于一个系统的分类可重正化的单介质模型的暗物质夸克相互作用，是有效的自旋小于或等于一个暗物质候选人。应用我们的方法模拟数据，我们发现，在年底的大型强子对撞机运行3只有两个相互排斥的情况下，将是兼容的$\mathcal{O}(100)$信号事件在XENONNT的检测。在第一种情况下，信号事件的能量分布是无特征的，就像典型的自旋无关相互作用一样。在这种情况下，如果在大型强子对撞机上探测到单喷流信号，那么暗物质必须具有1/2的自旋，并通过独特的速度依赖算子与核子相互作用。如果没有检测到单喷流信号，则暗物质通过典型的自旋无关相互作用与核子相互作用。在第二种情况下，信号事件的光谱分布在非零反冲能量处呈现出凸起。在第二种情况下，单喷流信号可以在大型强子对撞机运行3检测到，暗物质必须具有1/2的自旋，并通过一个独特的动量相关算子与核子相互作用。因此，我们得出结论，在XENONNT观测到$\mathcal{O}(100)$信号事件，再加上在LHC运行3检测到或没有检测到单喷流信号，将显着缩小可能的暗物质-核子相互作用的范围。正如我们上面所说，它还可以提供关于暗物质粒子自旋的关键信息。
2018-03-21 astro-ph.CO hep-ph
