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Title: Search for dark matter produced in association with a single top quark or a top quark pair in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search for dark matter produced in association with top quarks in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV is presented. The data set used corresponds to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$ recorded with the CMS detector at the LHC. Whereas previous searches for neutral scalar or pseudoscalar mediators considered dark matter production in association with a top quark pair only, this analysis also includes production modes with a single top quark. The results are derived from the combination of multiple selection categories that are defined to target either the single top quark or the top quark pair signature. No significant deviations with respect to the standard model predictions are observed. The results are interpreted in the context of a simplified model in which a scalar or pseudoscalar mediator particle couples to a top quark and subsequently decays into dark matter particles. Scalar and pseudoscalar mediator particles with masses below 290 and 300 GeV, respectively, are excluded at 95% confidence level, assuming a dark matter particle mass of 1 GeV and mediator couplings to fermions and dark matter particles equal to unity.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Brown Univ., Providence, RI (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0010010
OSTI ID:
1493042
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1596506
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-026-CMS; arXiv:1901.01553; CMS-EXO-18-010; CERN-EP-2018-311; 1712378
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2019, Issue 3; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 18 works
Citation information provided by
Web of Science

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Measurements of the associated production of a Z boson and b jets in pp collisions at √s = 8TeV text January 2017
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