750GeV共振与暗物质:LHC双光子信号下的新物理与希格斯膨胀

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本文主要探讨了利用大型强子对撞机(LHC)在Run-2阶段观测到的750GeV附近的新双光子信号,该信号可能暗示着超出了标准模型(SM)的新型物理学。研究者提出了一种最小化的理论扩展,即引入一个单重态标量粒子S和一对双态矢量状夸克,以解释这一现象。 S标量粒子的实部被设计为新的750GeV共振,负责解释LHC Run-2中观察到的双光子过量事件。这一模型中的CP对称性使得其中的CP奇数虚分量χ成为自然暗物质(DM)的潜在候选者。暗物质的部分湮灭过程通过S粒子的不可见衰变为χχ,这可能导致单喷射信号,研究人员已经对这一信号进行了探讨,以期在LHC上进行进一步验证。 模型还涉及对希格斯场稳定性的影响,S新标量自由度有助于维持希格斯真空的稳定性,并且在理论框架内,它能够支持在大统一理论(GUT)能量尺度上的希格斯膨胀,这种膨胀现象与当前宇宙学观测相吻合。文章展示了模型的两个示例——样本A和B,详细地研究了这些模型如何满足实验数据,并探讨了它们对暗物质剩余密度的贡献,以及直接和间接暗物质探测实验的限制。 这篇研究论文将LHC的最新发现与暗物质和希格斯膨胀的理论结合,提供了一个有前景的框架来解释这些未解的物理现象,同时对实验结果和理论约束进行了深入分析,为未来的粒子物理学研究提供了重要的线索和方向。