[论文解读] Dark Sectors 2016 Workshop: Community Report

Alexander, Jim, M. Battaglieri+202 more|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|Aug 30, 2016

Computational Physics and Python Applications参考文献 1被引用 130

一句话总结

概述暗部门的科学重要性、现状、里程碑及实验机会，并勾勒未来十年的互补目标。

ABSTRACT

This report, based on the Dark Sectors workshop at SLAC in April 2016, summarizes the scientific importance of searches for dark sector dark matter and forces at masses beneath the weak-scale, the status of this broad international field, the important milestones motivating future exploration, and promising experimental opportunities to reach these milestones over the next 5-10 years.

研究动机与目标

• 激发并界定暗部门探寻超越标准模型的新物理的科学重要性。
• 概述矢量门户及其他门户相互作用，作为实验的指导框架。
• 确定关键里程碑和目标参数空间，指引下一代暗部门实验。
• 倡导一个多方面、国际化的计划，结合加速器、固定靶实验与直接探测等努力。

提出的方法

• 提出以门户相互作用为中心的暗部框架，特别是通过动学混合的矢量门户。
• 描述带有暗光子和暗物质候选者的最小模型，以说明实验目标。
• 定义测试热暗物质及相关情景的重要里程碑和目标参数空间。
• 讨论实验方法之间的互补性以及需要多种并行努力。

实验结果

研究问题

• RQ1 与矢量门户相关的亚GeV暗部门在参数空间中最具吸引力的目标是什么？
• RQ2 实验如何在加速器、固定靶和直接探测平台上优化对暗光子和轻暗物质的敏感性？
• RQ3 门户相互作用在将暗部门与标准模型及宇宙学联系中的作用是什么？
• RQ4 未来的实验应如何组织，以在多样化的暗部门景观中最大化发现潜力。

主要发现

• 需要一个广泛、多方面的计划，以全面探索暗部门及其与宇宙学和精密测量的联系。
• 通过动学混合的矢量门户为轻暗物质和媒介粒子提供自然且具有代表性的框架。
• 确定了里程碑和目标参数空间，以指导未来的实验并测试简单的热暗物质情景。
• 在对撞机、固定靶、束流排放和直接探测方法之间的互补性对于覆盖广泛的暗部门景观至关重要。
• 即使未发现新物理，该计划也将显著缩小可行的暗物质模型和暗部门情景。