希格西诺暗物质：消失轨迹搜寻在LHC与未来对撞机中的关键作用

本文主要探讨了希格西诺（Higgsino）在超对称标准模型（Supersymmetric Standard Model, MSSM）中作为暗物质候选者的可能性，特别是对于大型强子对撞机（Large Hadron Collider, LHC）和未来对撞机上进行的消失轨迹（Disappearing Track）搜索实验的重要性。希格西诺是一种混合了Higgs玻色子和超对称粒子的态，其性质受高庚分数（gaugino fraction）的影响。高庚分数较大意味着高庚粒子（如winos）的质量相对较轻，从而可能在非加速器实验，如暗物质直接探测和电偶极矩测量中被观测到。然而，如果高庚质量较高，这些实验就难以探测到希格西诺，因为它们的寿命较长，衰减长度大约为1厘米。 作者提出了一种策略，即针对飞行距离仅为O（1）cm的带电希格西诺，在消失轨迹搜索中利用像素检测器进行两次碰撞检测，同时通过替换顶点重建技术减少背景事件。在LHC和未来的33 TeV对撞机上，这项搜索技术显示出显著潜力，可以覆盖几乎纯正的希格西诺暗物质场景。这表明在未来的对撞机实验中，寻找希格西诺暗物质不仅依赖于直接碰撞，而且需要结合对撞机实验与其他非加速器实验的结果，以全面验证其存在并理解其物理特性。 文章进一步强调了对撞机实验与非加速器实验间的相互作用在测试希格西诺暗物质模型中的关键作用，因为它们从不同角度提供了证据，并有助于填补实验数据的空白。此外，该策略也被扩展到了纯Wino暗物质的研究，这表明这种方法不仅限于单一类型的暗物质候选者，而是具有普适性，能够处理多种超对称模型中的暗物质情况。 本文的贡献在于提出了一个创新的方法来探测希格西诺暗物质，特别是在高庚质量较重但仍在对撞机范围内的情况下，通过消失轨迹搜索技术和实验设计的优化，有望在未来对撞机上取得突破性的发现。这一工作对于理解宇宙的暗物质成分以及超对称理论的验证具有重要意义。