Lepton-Portal-Dunkle Materie an Myonenkollidern: Gesamtraten und allgemeine Merkmale für phänomenologisch tragfähige Szenarien

Lepton-Portal-Dunkle Materie (DM) Modelle sind eine Klasse von Modellen, in denen die DM-Kandidaten ausschließlich über einen Vermittler, der eine Leptonenzahl trägt, mit geladenen Leptonen koppeln. Diese Modelle sind sehr interessant, da sie Beschränkungen durch direkte Nachweiserfahrungen selbst für Kopplungen der Ordnung O(1) vermeiden, sie haben kleine Vernichtungsquerschnittsflächen und können an Leptonenkollidern effizient getestet werden. In dieser Arbeit betrachten wir ein minimales Lepton-Portal-DM-Modell, das aus der Erweiterung des Standardmodells mit zwei SU(2)₋ Singuletten besteht: einem geladenen skalaren Singulett und einem elektrisch neutralen rechtshändigen Fermion. Wir untersuchen systematisch die Produktionsmechanismen von DM an Multi-TeV-Myonenkollidern. Nachdem wir alle möglichen theoretischen und experimentellen Einschränkungen berücksichtigt und die Phänomenologie der Lepton-Flavour-Verletzung und DM im myonophilen Szenario studiert haben, analysieren wir die Produktionsraten von 54 Kanälen (26 Kanäle für die sofortige DM-Produktion und 28 Kanäle für die Produktion von geladenen Skalarpartikeln) an Multi-TeV-Myonenkollidern. Schließlich diskutieren wir die möglichen Kollidersignaturen einiger Kanäle und die entsprechenden Hintergründe. Wir stellen fest, dass zumindest neun Kanäle für die DM-Produktion sehr effizient sein können, um DM mit Massen von bis zu etwa 1 TeV zu testen.