Extending LHC coverage to light pseudoscalar mediators and coy dark sectors
Notice bibliographique
Résumé
Many dark matter models involving weakly interacting massive particles (WIMPs) feature new, relatively light pseudoscalars that mediate dark matter pair annihilation into Standard Model fermions. In particular, simple models of this type can explain the gamma ray excess originating in the Galactic Center as observed by the Fermi Large Area Telescope. In many cases the pseudoscalar’s branching ratio into WIMPs is suppressed, making these states challenging to detect at colliders through standard dark matter searches. Here, we study the prospects for observing these light mediator states at the LHC without exploiting missing energy techniques. While existing searches effectively probe pseudoscalars with masses between 5-14 GeV and above 90 GeV, the LHC reach can be extended to cover much of the interesting parameter space in the intermediate 20-80 GeV mass range in which the mediator can have appreciable Yukawa-like couplings to Standard Model fermions but would have escaped detection by LEP and other experiments. Models explaining the Galactic Center excess via a light pseudoscalar mediator can give rise to a promising signal in this regime through the associated production of the mediator with bottom quarks while satisfying all other existing constraints. We perform an analysis of the backgrounds and trigger efficiencies, detailing the cuts that can be used to extract the signal. A significant portion of the otherwise unconstrained parameter space of these models can be conclusively tested at the 13 TeV LHC with 100 fb−1, and we encourage the ATLAS and CMS collaborations to extend their existing searches to this mass range.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,012 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».