自然超对称中的轻暗物质研究

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自从标准模型建立以来,目前的大量的实验验证了标准模型的正确性,描述基本粒子之间的电弱相互作用的标准模型是正确的有效理论。尤其是2012年7月份发现的质量在125GeV左右的希格斯玻色子是标准模型的最后一块拼图。尽管如此,标准模型存在一些问题,比如等级问题。而且大量的天体物理实验数据显示用一种不可见的,具有目前标准模型里的所有粒子不具备的性质的,总质量也很大的暗物质。解决标准模型的等级问题和寻找暗物质需要新的物理理论。超对称模型刚好可以解决这个问题,最轻的超对称粒子也可以做良好的暗物质候选者。暗物质寻找一直是一个热门的物理科学,随着科技的发达探测暗物质的实验装备的性能也提高了不少,排除了一些之前提出的模型或参数空间。  本文中以最小超对称模型中最轻的中性超子为暗物质,研究它的唯象学。在自然超对称模型中取电弱精细调节△EW<30(|μ|≤300GeV),30GeV<|M1|<1OOGeV,M2(》)|M1|,|μ|时,暗物质为类bino-higgsino中性超子。加暗物质直接探测限制时分sign(μ/M1)=+1和sign(μ/M1)=-1两种情况分析。sign(μ/M1)=+1时,满足暗物质残留密度和对撞机约束的参数空间,被最新的Xenon1T(2017)自旋无关散射截面限制几乎都排除。sign(μ/M1)=-1时,h(x)01(x)01耦合中的抵消效应导致避开自旋无关散射截面实验限制。然而,PandaX(2016)的自旋有关散射截面限制把类希格斯μ和最轻超对称粒子(LSP)(x)01分别排除到230GeV和37GeV。存活下来的参数空间在未来的Xenon1T实验或HL-LHC中中性超子/荷电超子联合产生过程的3l+EmissT信号中被排除。
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