Dynamical Dark Matter, MATHUSLA, and the lifetime frontier
Dynamical Dark Matter, MATHUSLA, and the lifetime frontier
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动态暗物质、MATHUSLA 和生命前沿
DOI：
10.1103/physrevd.98.115005
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发表时间：
2018
影响因子：
5
通讯作者：
Thomas, Brooks
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Curtin, David;Dienes, Keith R.;Thomas, Brooks
Mathusla是欧洲核子研究中心提出的表面探测器，它能够观察非强子电中性长寿命粒子（LLP）的衰变，几乎没有背景或触发限制。这将使Mathusla能够探测亚GeV到TeV的质量和寿命。Mathusla可以在探测涉及扩展隐藏扇区的暗物质场景中发挥重要作用，其中额外的暗态通常表现为LLP。这种情况的一个典型例子是动态暗物质（DDM）框架，它本质上会产生大量暗态，表现出广泛的质量和寿命。在本文中，我们检查了MathusLA可以探测DDM参数空间的程度，并证明MathusLA可能能够直接确认DDM框架的某些独特方面，而这些方面可能难以以其他方式探测。
MATHUSLA is a proposed surface detector at CERN that would be able to observe the decays of nonhadronic electrically neutral long-lived particles (LLPs) with almost no background or trigger limitations. This would allow MATHUSLA to probe sub-GeV to TeV masses and lifetimes up to. MATHUSLA can play an important role in probing dark-matter scenarios involving extended hidden sectors, where additional dark states often manifest as LLPs. A prime example of such a scenario is furnished by the Dynamical Dark Matter (DDM) framework, which intrinsically gives rise to large ensembles of dark states exhibiting a broad range of masses and lifetimes. In this paper, we examine the extent to which MATHUSLA can probe the DDM parameter space, and we demonstrate that MATHUSLA may be capable of providing direct confirmation of certain unique aspects of the DDM framework which might be difficult to probe in other ways.
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