暗 sector 中的轻轻夸克：标量暗物质、中微子质量与对撞机信号
Light Leptoquarks in a Dark Sector: Scalar Dark Matter, Neutrino Mass, and Collider Signatures
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- Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
- Institute of Physics, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔物理研究所）
- Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
- INFN, Gruppo Collegato di Cosenza & Dipartimento di Fisica, Università della Calabria（意大利国家核物理研究所科森扎合作组及卡拉布里亚大学物理系）
- Universitat de València – Consejo Superior de Investigaciones Científicas（瓦伦西亚大学-西班牙高等科学研究委员会）
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中文总结 AI 辅助
本文提出含暗矢量类夸克的暗轻夸克模型，引入Z₂-奇标量单态为暗物质候选者，可实现中微子质量辐射产生，规避LHC约束，或在未来μ子对撞机探测到亚TeV暗轻夸克与TeV级暗矢量类夸克。
中文摘要 AI 辅助
我们研究包含暗矢量类夸克（VLQs）和标量单态的暗轻夸克（LQ）模型的暗物质（DM）现象学及后续对撞机信号。暗LQ和VLQs参与单圈水平上马约拉纳中微子质量的辐射产生。由于带色的LQ和VLQs无法作为可行的DM候选者，我们引入一个Z₂-奇标量单态作为DM候选者。LQ的Z₂-奇特性禁止它们衰变为夸克和轻子，使其规避了标准LHC对可见LQ信号的约束。该框架因此提供了亚TeV暗LQ与TeV级暗VLQs共存的独特可能性，这些亚TeV暗LQ通过共湮灭帮助实现单态的观测残余丰度。我们分析了所得的DM现象学，并评估在未来μ子对撞机上探测该情景的前景。
英文摘要
We investigate the dark matter (DM) phenomenology and subsequent collider signatures of a dark leptoquark (LQ) model containing dark vector-like quarks (VLQs) and a scalar singlet. The dark LQs and VLQs participate in the radiative generation of Majorana neutrino masses at one loop. Since the coloured LQs and VLQs cannot serve as viable DM candidates, a $\mathbb{Z}_2$-odd singlet scalar is introduced as the DM candidate. The $\mathbb{Z}_2$-odd nature of the LQs forbids their conventional decays into a quark and a lepton, allowing them to evade the standard LHC constraints that apply to visible LQ signatures. This framework therefore offers the distinctive possibility of sub-TeV dark LQs coexisting with TeV-scale dark VLQs. These sub-TeV dark LQs help in achieving the observed relic abundance of the singlet through co-annihilation. We analyse the resulting DM phenomenology and assess the prospects for probing this scenario at a future muon collider.
