Probing the dipole portal to heavy neutral leptons via meson decays at the high-luminosity LHC
本文研究高亮度LHC上介子衰变通过偶极子门户产生长寿命重中性轻子，并通过蒙特卡洛模拟评估FASER2和FACET实验的探测灵敏度，表明二者互补且能探索新参数空间，尤其是耦合τ中微子的情形。
2023-12-04 hep-ex hep-ph
Muon g-2 in Lepton Portal Dark Matter
轻子门户暗物质模型（其中暗物质状态仅与带电轻子耦合）可以解释μ子$g - 2$实验测量到的μ子异常磁矩的过量。在本文中，我们证明，真正的，电荷中性的标量暗物质与大量的内部自由度和质量近似简并的带电费米子介质状态可以容纳的$(g - 2)_μ$过剩。该模型与暗物质遗迹丰度、直接探测和间接探测约束保持一致。暗物质及其带电费米子伙伴的质量被限制在200 GeV以下。高亮度LHC和未来的轻子对撞机，以及CTA和Gamma-400的间接搜索，可以测试这种情况。
2021-04-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Current status and muon $g-2$ explanation of lepton portal dark matter
本文综述了轻子门暗物质（DM）模型中的唯象现象，其中DM与轻子和额外的轻子/轻子耦合。有几种可能的设置：复数/实数标量DM和狄拉克/马约拉纳费米子DM。此外，也有选择的轻子手征夫妇DM。我们讨论了每个模型的预测，并将其与DM，LHC和风味实验的最新实验约束进行比较。我们还提出了一个简单的装置来实现μ子反常磁矩的差异。
2020-03-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Leptophilic Portals to New Physics at Colliders
本文探讨了通过轻子味破坏信号探测新物理的对撞机途径，重点分析了奇异希格斯衰变及轻子亲和标量与矢量门户场景中的LFV可能性。
2024-05-10 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
Lepton Portal Dark Matter
我们研究了一类简化的暗物质模型，其中暗物质直接与介质和带电轻子耦合。这类轻子门暗物质模型具有非常丰富的现象学：它具有环路产生的暗物质电磁矩，这些电磁矩产生直接探测信号;它有助于通过暗物质湮灭间接探测宇宙正电子通量;它提供了相同味道、相反符号的双轻子加上碰撞机上丢失的横向能量的签名。我们确定当前的实验约束的狄拉克费米子，马约拉纳费米子和复杂的标量暗物质的轻子门户框架的情况下的模型参数空间。我们还进行了对撞机研究的14 TeV的大型强子对撞机达到100个反飞秒暗物质参数空间。对于复杂的标量暗物质的情况下，大型强子对撞机提供了一个非常严格的约束，其范围可以解释为对应于一个极限为十分之二的zeptobarn上的暗物质-核子散射截面的暗物质质量高达500 GeV。我们还表明，可以改善目前的对撞机搜索使用Breit-Wigner公式，以适应双轻子MT 2尾占主导地位的双玻色子背景。
2014-02-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Leptonic scalar portal: Origin of muon $g-2$ anomaly and dark matter?
我们提出了一个模型来解释4.2 $σ$ μ子$g-2$异常和遗迹密度的暗物质（DM），DM与标准模型（SM）通过一个标量门户玻色子$φ$携带黑暗和SM轻子数，并介导非对角的电子和μ子之间的相互作用，允许$e \leftrightarrow μ$过渡。在反应$e Z \to μZφ$中，高能电子被靶核散射，产生$φ$，随后迅速产生不可见的衰变$φ~\to$ ~DM粒子，并在末态有大的能量缺失伴随着单个μ子的事件中寻找。有趣的是，在2016-2018年收集的$\simeq 3\times 10^{11}$电子数据样本中观察到了几个具有类似特征的事件，用于在CERN SPS的NA 64实验中寻找光暗物质[PRL { \bf 123}，121801（2019）]。到目前为止，这些事件归因于背景，使我们能够对$φ$质量和耦合设置第一个约束，同时决定性地探测这些事件的起源和剩余参数空间的一大部分，以在不久的将来与升级的NA 64探测器或其他计划的实验。
2022-07-07 hep-ex hep-ph
Novel bounds on neutrino portal dark matter from leptonic meson decays
本研究以轻子型介子衰变$M \to \ell \barν_\ell$为探针，针对含中性费米子与标量的中微子门户暗物质模型，解析计算三体衰变、单圈辐射修正两类效应，结合π、K衰变轻子味普适性实验数据，得到了优于现有结果的参数空间新约束。
2025-11-11 hep-ex hep-ph
Little Higgs Dark Matter after PandaX-II/LUX 2016 and LHC Run-1
在具有$T$宇称的最小Higgs模型（LHT）中，$T$ -奇重光子（$A_H$）是弱相互作用的，可以扮演暗物质的角色.在Higgs数据、EWPOs、$R_b$、Planck 2015暗物质遗迹丰度、PandaX-II/LUX 2016直接探测和LHC-8 TeV单喷流结果的约束下，我们研究了$A_H$暗物质的质量下限。我们发现：（1）Higgs数据、EWPO和$R_b$能排除99 GeV以下的$A_H$质量。为了产生正确的暗物质残余丰度，$A_H$必须与$T$奇夸克共湮灭（$q_H$）或轻子（$\ell_H$）;（2）LUX（PandaX-II）2016数据可以进一步排除用于$\ell_H$共湮灭的$m_{A_H}<380 (270)$ GeV和用于$q_H-A_H$共湮灭的$m_{A_H}<350 (240)$ GeV;（3）LHC-8 TeV单喷流结果给出了$q_H$ - $A_H$共湮灭的一个强下限$m_{A_H}>540$ GeV;（4）未来的XENON 1 T（2017）实验可以完全覆盖$\ell_H$ - $A_H$共-并且将使$q_H$ - $A_H$共湮灭的$m_{A_H}$的下限推高至约640 GeV。
2016-12-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Light mass window of lepton portal dark matter
在轻子门暗物质模型中，我们探索了一种新的可能性，即暗物质具有低于1GeV的轻质量。在这个模型中，有涉及暗物质、左手轻子和额外标量偶线的汤川耦合。在轻质量区域，暗物质通过湮灭成中微子而热产生。为了获得正确的遗迹丰度和避免碰撞边界，中性标量需要轻，而带电标量需要比电弱标量重。这样的质谱是通过调整标量势中的四次耦合或引入额外的单重标量来实现的。事实证明，10 MeV-10 GeV的质量区域几乎不受实验和观测的限制。我们还指出，用中微子望远镜从银河系暗物质湮灭中寻找额外的中微子通量是检验我们模型的最好方法。
2022-09-12 astro-ph.HE hep-ex 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
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
Fermion-Portal Dark Matter at a High-Energy Muon Collider
本文全面研究了未来μ子对撞机中冻结机制下的费米子门户暗物质模型，开发了瞬发和长寿命粒子的搜索策略，并强调了μ子对撞机独有的唯象特征以指导探测器设计。
2024-12-18 hep-ex hep-ph
Light lepton portal dark matter meets the LHC
研究质量低于10 GeV的轻子门户暗物质在LHC上的成对产生与衰变信号，表明结合slepton和mono-Z搜索，HL-LHC可检验大部分热冻结允许参数空间。
2023-06-08 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Collider Prospects for the Neutrino Magnetic Moment Portal
本研究在有效场论框架下，分析LEP及CEPC、FCC-ee等拟建轻子对撞机探测活性-惰性中微子跃迁磁矩的潜力，纳入新高能产生过程后灵敏度可达约10^-7 GeV^-1量级。
2025-10-29 hep-ex hep-ph
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
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
Light mass window of inert doublet dark matter with lepton portal interaction
本文研究了轻标量惰性双态暗物质模型，通过调节标量四次耦合使最轻惰性标量质量低于10 GeV，并分析了其作为暗物质在遗迹密度、探测及对撞机搜索等方面的物理特性。
2023-10-20 astro-ph.HE 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
Implications of portal vector-like lepton on associated Higgs production at a multi-TeV muon collider
Ramakrishna Mission Vivekananda Educational and Research Institute（拉马克里希纳使命维韦卡南达教育与研究机构）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
研究标准模型的门户矢量类轻子扩展，发现其可显著增强缪子对撞机中hγ_d产生率（超过hZ率1-100倍），为探测希格斯相互作用和新物理提供有前景的渠道。
2026-06-23 hep-ex 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
Light thermal dark matter via type-I seesaw portal
提出I型跷跷板扩展模型实现轻热暗物质，通过禁戒与非禁戒通道生成遗迹，并解释μ子反常磁矩、W质量异常及饱和实验限制。
2025-07-15 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
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
Bounding the Dimension-5 Seesaw Portal with Non-Pointing Photon Searches
本文重铸 ATLAS 带电轻子触发的位移非指向光子搜索，利用长寿命重型中微子衰变约束五维跷跷板门户，将 Higgs 衰变至两个重型中微子的分支比限制低至 2%。
2024-05-07 hep-ex hep-ph
A search for prompt lepton-jets in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=$ 8 TeV with the ATLAS detector
搜索提出了一个新的，轻玻色子的质量约为1 GeV和迅速衰减到射流的准直电子和/或μ子（轻子射流）。的分析进行与20.3 fb的$^{-1}$的数据收集的ATLAS探测器在大型强子对撞机在质子-质子碰撞的质量中心的能量为8 TeV。事件需要包含至少两个轻子喷流。这项研究发现，没有统计学上的显着偏离标准模型的预测和地方95%的置信度上限的贡献，新的现象超出SM，包括超对称门和希格斯门模型，轻子喷流事件的数量。
2016-02-23 hep-ex
Investigating vector-like leptons decaying into an electron and missing transverse energy in e$^{+}$ e$^{-}$ collisions with $\sqrt{s} = 500$ GeV at the ILC
本研究基于ILC质心能量500 GeV、积分亮度1000 fb$^{-1}$的正负电子碰撞模拟样本，探测轻子门户暗物质，在未发现新物理时对类矢量轻子质量设定了95%置信水平的排除限。
2024-11-12 hep-ex hep-ph
The MicroBooNE Experiment, the NuMI Absorber, and Heavy Neutral Leptons
出于最近的搜索希格斯门标量内的MicroBooNE探测器衰减，我们证明了同样的搜索可以用来约束重中性轻子。这些是规范单态费米子，它们只与中微子混合，与标准模型相互作用，可能与中微子质量的起源有关。通过重铸MicroBooNE协作的分析结果，我们表明，对于主要与μ子味中微子混合的重中性轻子，先前未探索的参数空间可以排除在30和150 MeV之间的质量。此外，我们还公开了我们的蒙特卡罗工具。
2021-09-15 hep-ex hep-ph
Characterizing Higgs portal dark matter models at the ILC
本文在规范不变和可重整化的Higgs门DM模型的理论框架下，在ILC上用$\sqrt{s} = 500$ GeV研究了暗物质的发现前景及其自旋鉴别。在这样的模型中，DM对与$Z$玻色子结合产生。在单重标量DM的情况下，介质只是SM希格斯玻色子玻色子，而对于费米子或矢量DM，存在与SM希格斯玻色子玻色子混合的额外的单重标量介质，其产生显著的可观察差异。经过仔细研究的信号和背景的部分子水平和在检测器水平，我们发现与强子衰变$Z$玻色子的信号提供了一个更好的搜索灵敏度比轻子衰变$Z$玻色子的信号。以费米子DM模型为基准场景，当DM-介质耦合$g_χ$相对较小时，DM信号仅对标量介质$H_2$相对较轻的基准点是可分辨的。从标量DM中鉴别自旋是很有希望的，而从矢量DM中鉴别自旋是困难的。对于接近微扰极限的$g_χ$，介体$H_2$在感兴趣的整个质量区域中的基准点是可校准的。而区别于标量和费米子的自旋DM是很有希望的。
2017-09-18 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
Bounds on LFV Higgs decays in a vector-like lepton model and searching for doubly charged leptons at the LHC
在类矢量轻子模型中研究了Higgs-门轻子味破坏。为了避开稀有$Z\to \ell^\pm_i \ell^\mp_j$衰变的限制，我们引入了两个三重态类矢量轻子：$(1,3)_{-1}$和$(1,3)_{0}$ .当应用来自不可见的$Z$衰减的约束时，$h\to μτ$的所得分支比可以高达$10^{-4}$。结果，$ττ$通道的信号强度与标准模型预测有$12\%$偏差，而μ子$g-2$比数据小两个数量级，而$BR(τ\to μγ)$是$10^{-12}$的数量级。分析了在$\sqrt{s}=13$ TeV的$pp$碰撞中预测的双电荷轻子，发现有趣的产生通道是$pp\to (Ψ^{--}_{1} Ψ^{++}_1, Ψ^{\pm\pm}_1 Ψ^\mp_1)$ . $Ψ^{++}_1$的单个和成对产生横截面是相当的，并且可以是几百fb。双电荷轻子的主要衰变道是$Ψ^{\pm\pm} \to \ell^\pm W^\pm$，而重的单电荷轻子的主要衰变道是$Ψ^\pm_1 \to νW^\pm, \ell^\pm Z$。在$13$ TeV大型强子对撞机上，用$100$ fb $^{-1}$光度进行了数值分析.
2016-06-30 hep-ex hep-ph
Scalar-mediated dark matter model at colliders and gravitational wave detectors -- A White paper for Snowmass 2021
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是近几十年来最受欢迎的粒子暗物质候选者，人们已经知道可以通过直接、间接和对撞机实验对WIMP进行探测。然而，在一些标量介导的DM模型中，直接和间接信号被高度抑制，例如具有马约拉纳DM候选者的轻子门户模型。因此，对撞机搜索被认为是探测这些模型的唯一希望。在这篇白皮书中，我们提出，引力波（GW）天文学也可以作为一个强大的工具，通过潜在的一阶相变GW信号探测标量介导的WIMP模型。一个例子的轻子门户暗物质，显示对撞机和GW探针之间的互补性。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hidden Higgs Portal Vector Dark Matter for the Galactic Center Gamma-Ray Excess from the Two-Step Cascade Annihilation, and Muon g-2
我们已经建立了一个轻子特有的次小双希格斯门矢量暗物质模型。隐藏扇区中的矢量暗物质并不直接耦合到可见扇区，而是湮灭成隐藏的希格斯玻色子玻色子，后者通过一个小的耦合衰变成CP奇希格斯玻色子玻色子。在这个模型中，银河系中心的γ射线过剩主要是由于在末态中$τ$的两步级联湮灭。在不违反轻子普适性和$τ$衰变严格约束的情况下，用银河系中心过剩拟合得到的CP奇希格斯粒子$A$的质量可以在2 $σ$水平上解释μ子$g-2$异常.我们展示了三种不同的冻结出类型的暗物质遗迹，被称为（i）传统的WIMP暗物质，（ii）非传统的WIMP暗物质和（iii）吃共衰变的暗物质，这取决于隐藏的希格斯粒子和可见的两个希格斯粒子之间的混合角的大小。隐藏扇区中的暗物质在直接搜索或对撞机中被隔离而不被检测到，而暗物质湮灭信号在一般的隐藏扇区暗物质模型中不被抑制。我们讨论了矮球状星系观测的约束条件和Fermi-LAT投影灵敏度。
2018-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
$Z^\prime$-portal right-handed neutrino dark matter in the minimal U(1)$_X$ extended Standard Model
在标准模型的非奇异U（1）扩展的背景下考虑一个简明的暗物质（DM）方案，其中引入了新的U（1）$_X$规范对称性以及三代右手中微子（RHN）和SM规范单重态Higgs场.该模型是SM的最小规范U（1）$_{B-L}$（重子数减轻子数）扩展的推广，其中额外的U（1）$_X$规范对称性表示为SM U（1）$_Y$和U（1）$_{B-L}$规范对称性的线性组合。我们引入一个$Z_2$ -宇称，并在所有粒子中只为一个RHN分配一个奇宇称，使得这个$Z_2$ -奇RHN起DM的作用.所谓的最小跷跷板机制是在这个模型中实现的，只有两个$Z_2$ -偶数RHN。在此背景下，我们研究了RHN DM的物理，重点是DM粒子通过U（1）$_X$规范玻色子（$Z^\prime$玻色子）与SM粒子通信的情况。这个“$Z^\prime$ -门户RHN DM”的方案只由三个自由参数控制：U（1）$_X$规范耦合（$α_X$），$Z^\prime$玻色子质量（$m_{Z^\prime}$），以及SM希格斯双重态的U（1）$_X$电荷（$x_H$）。我们考虑各种唯象约束，以确定一个唯象可行的参数空间。最重要的限制是观测到的DM遗迹丰度和最新的LHC Run-2结果对双轻子末态的窄共振搜索。我们发现，这些是互补的，并缩小了允许的参数区域，导致较低的质量界的$m_{Z^\prime} \gtrsim 2.7$ TeV。
2017-02-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Thermal Dark Matter Through the Dirac Neutrino Portal
研究了热暗物质通过中微子入口湮灭为标准模型中微子的简单模型。一个（伪）狄拉克无菌中微子作为可见光和暗区之间的媒介，而近似的轻子数对称性允许一个大的中微子汤川耦合，反过来，有效的暗物质湮灭。暗区由两个粒子组成，一个是狄拉克费米子，另一个是复标量，它们在对称性下带电，确保了暗物质的稳定性。该模型的一个一般性预测是一个具有大的活性-无菌混合角的无菌中微子，其衰变主要是不可见的。我们从直接探测实验、对撞机、稀有介子和τ衰变、电弱精密测试和小尺度结构观测中得出现有的限制和未来的预测。随着这些唯象测试，我们调查的后果微扰和标量质量微调模型参数空间。一个简单的，保守的计划，以面对各种测试与热文物目标的概述，我们证明了宇宙学动机的参数空间已经受到约束。我们还确定了这种情况下，如多体K介子衰变和Drell-Yan生产的$W$玻色子在大型强子对撞机的新探针。
2017-09-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A natural $Z^\prime$-portal Majorana dark matter in alternative U(1) extended Standard Model
本文考虑标准模型的非奇异规范U（1）$_X$推广，其中标准模型场的U（1）$_X$荷由其超荷和重子减轻子（$B-L$）数的线性组合给出.在这个模型中，所有的规范和混合规范引力异常被取消与三个右手中微子（RHN）的引入。与传统的最小U（1）$_X$模型不同，在最小U（1）$_X$模型中，$-1$的一个普适U（1）$_X$电荷被分配给三个RHN，我们考虑了另一种电荷分配，即两个RHN（$N_R^{1,2}$）具有U（1）$_X$电荷$-4$，而一个RHN（$N_R$）具有一个$+5$电荷.随着希格斯扇区的最小扩展，三个RHN获得了与U（1）$_X$对称性破缺相关的马约拉纳质量。虽然$N_R^{1,2}$与SM轻子二重态有Yukawa耦合，并在“最小跷跷板”机制中发挥重要作用，但$N_R$由于其U（1）$_X$电荷而与SM粒子分离，因此它是暗物质（DM）的天然候选者，而无需调用额外的对称性。在这个模型的背景下，我们研究了$Z^\prime$ -门户RHN DM方案，其中RHN DM通过U（1）$_X$规范玻色子（$Z^\prime$玻色子）与SM粒子通信。我们确定了一个狭窄的参数空间相结合的约束，从观察到的DM遗迹丰度，搜索结果的$Z^\prime$玻色子共振在大型强子对撞机运行-2，规范耦合微扰普朗克/大统一尺度。对于一个特殊的选择U（1）$_X$电荷的SM字段允许我们扩展到SU（5）…
2019-07-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing darK Matter Using free leptONs: PKMUON
提出PKMUON方法，利用自由轻子散射探测缪子亲和暗物质，模型无关，对亚GeV暗物质灵敏，原型与高强度缪子束下一年内灵敏度可达10^-27 cm^2量级。
2023-10-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for vector-like leptons decaying into an electron and missing transverse energy in e$^{+}$e$^{-}$ collisions with $\sqrt{s} = 240$ GeV at the FCC-ee
Centre for Theoretical Physics, The British University in Egypt（埃及英国大学理论物理中心）
该研究通过模拟电子-正电子碰撞数据，探讨了通过轻子通口暗物质的场景，利用缺失横向能量和 dilepton 事件作为关键信号特征，确定向量状轻子的质量和 Yukawa 耦合的排除限。
2026-10-27 hep-ex
Search for neutrinoless quadruple beta decay of $^{136}$Xe in PandaX-4T detector
Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology, Sun Yat-sen University（中山大学中法核工程与技术学院）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院暗物质物理全国重点实验室粒子天体物理宇宙学教育部重点实验室上海粒子物理与宇宙学上海市重点实验室）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, New Cornerstone Science Laboratory, Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院新cornerstone科学实验室李政道研究所暗物质物理全国重点实验室粒子天体物理宇宙学教育部重点实验室上海粒子物理与宇宙学上海市重点实验室）；Shanghai Jiao Tong University Sichuan Research Institute（上海交通大学四川研究院）；Jinping Deep Underground Frontier Science and Dark Matter Key Laboratory of Sichuan Province（四川省锦屏深地前沿科学与暗物质重点实验室）；Yalong River Hydropower Development Company, Ltd.（雅砻江流域水电开发有限公司）
利用PandaX-4T探测器148.4 kg·yr的$^{136}$Xe曝光数据搜索无中微子四重β衰变，未发现显著信号，设定半衰期下限为6.01×10$^{24}$年，为氙中最严格约束，支持中微子狄拉克性质研究。
2026-09-10 hep-ex nucl-ex
Lepton-Flavored Scalar Dark Matter with Minimal Flavor Violation
我们探讨标量暗物质，这是一个轻子味三重态的一部分，满足对称性要求的假设下，最小的味违反。除了标准模型，该理论还包含三个右手中微子，它们参与了产生轻中微子质量的跷跷板机制。暗物质候选者通过希格斯门可重整化相互作用耦合到标准模型粒子，以及通过六维算子耦合到轻子，所有这些都具有最小的内置味道违反。我们考虑限制新标量的希格斯玻色子测量，观察到的遗物密度，暗物质直接探测实验，LEP II测量的e+e-散射成一个光子加上丢失的能量，并寻找味道违反轻子衰变。可行的参数空间可以用未来的数据进一步测试。此外，我们调查的可能性，新的标量的耦合占希格斯的味道违反衰变h -> μ τ最近在CMS实验中检测到的试探性暗示。在其他希格斯粒子数据的限制下，它们可以产生与CMS发现大致一致的衰变速率。
2015-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for long-lived neutral particles decaying into Lepton-Jets with the ATLAS detector in proton-proton collision data at 13 TeV
与标准模型不同的几个粒子物理模型预测存在一个弱耦合到可见光的暗扇区：这两个扇区可能通过矢量门户耦合，其中质量在MeV到GeV范围内的暗光子与SM光子动力学混合。如果暗光子是暗区中最轻的状态，它将衰变为SM粒子，主要是轻子和可能的轻介子。由于其与SM的弱相互作用，其可以具有不可忽略的寿命。在大型强子对撞机中，这些暗光子通常会产生很大的推动力，导致准直的喷流状结构，包含成对的轻子和/或轻强子，即所谓的轻子喷流。这项工作的重点是寻找移位的轻子喷流，这是产生远离相互作用点，其成分仅限于电子，μ子和π子。ATLAS在2015年期间记录的3.4 fb-1质子-质子碰撞数据样本的分析结果与标准模型的预期和BSM的预测进行了比较。
2017-08-25 hep-ex
