100 TeV pp对撞机上希格斯门户暗物质模型的探测与自旋分辨

"希格斯门户DM模型中暗物质发现和自旋分辨的前景及其在100 TeV pp对撞机上的扩展" 这篇研究论文详细探讨了希格斯门户暗物质（DM）模型，该模型涉及到标量、费米子和矢量型暗物质，并考虑了它们在质子-质子（pp）对撞机上的发现和区分可能性。在希格斯门户模型中，暗物质与标准模型粒子间的相互作用主要是通过希格斯场进行的。该研究特别关注了在双轻子最终状态下的$t\bar{t}+DM$关联生产过程，其中$t\bar{t}$代表顶夸克对，DM代表暗物质。 为了有效抑制标准模型背景并提升暗物质信号的可见性，研究者们利用了双轻子的横向质量（stransverse mass）这一参数。同时，他们还分析了缺失的横向能量（missing transverse energy）和两个轻子之间的角度分布，这些信息对于辨别暗物质的自旋性质至关重要。在考虑了1%的系统不确定性后，研究表明，使用小于1 ab^-1的综合光度就能实现发现或排除暗物质的可能。然而，要达到较高的自旋分辨力，可能需要积累几个O(10) ab^-1的综合光度，并且要求系统不确定性达到0.5%。 论文中还讨论了希格斯门户DM模型的扩展，包括将模型扩展到暗态激发衰变到DM的情况，或者修改耦合形式为伪标量。这些扩展使得模型能够产生符合观测的暗物质候选体，从而为理解宇宙中的暗物质提供了可能的理论框架。 该研究是在Eur.Phys.J.C(2018)78:595发表的，文章链接为https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-018-6071-y，标签为"Open Access"，表明这篇论文是公开可访问的。作者包括Bhaskar Dutta, Teruki Kamon, P. Ko和Jinmian Li，分别来自美国德克萨斯A&M大学的Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy, 韩国高等科学研究所的School of Physics，以及中国四川大学的Center for Theoretical Physics。文章在2018年1月收到，7月接受，并由作者在2018年发布，版权属于作者。