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Title: Search for dark matter and large extra dimensions in monojet events in pp collisions at $$ \sqrt {s} = {7} $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search has been made for events containing an energetic jet and an imbalance in transverse momentum using a data sample of pp collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV. This signature is common to both dark matter and extra dimensions models. The data were collected by the CMS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 5.0 inverse femtobarns. The number of observed events is consistent with the standard model expectation. Constraints on the dark matter-nucleon scattering cross sections are determined for both spin-independent and spin-dependent interaction models. For the spin-independent model, these are the most constraining limits for a dark matter particle with mass below 3.5 GeV, a region unexplored by direct detection experiments. For the spin-dependent model, these are the most stringent constraints over the 0.1-200 GeV mass range. The constraints on the Arkani-Hamed, Dimopoulos, and Dvali model parameter MD determined as a function of the number of extra dimensions are also an improvement over the previous results.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The CMS collaboration
DOE Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1423272
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-12-725-CMS; CMS-EXO-11-059; CERN-PH-EP-2012-168; arXiv:1206.5663; 1119567
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2012, Issue 9; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer Berlin
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (37)

Search for Large Extra Dimensions in the Monojet + T Channel with the DØ Detector journal June 2003
Final Analysis and Results of the Phase II SIMPLE Dark Matter Search journal May 2012
MadGraph/MadEvent v4: the new web generation journal September 2007
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Dark Matter Search Results from the CDMS II Experiment journal March 2010
Single- and multi-photon events with missing energy in e+e− collisions at LEP journal May 2004
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The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Collider Signatures of New Large Space Dimensions journal March 1999
Results from a Low-Energy Analysis of the CDMS II Germanium Data journal March 2011
Search for Dark Matter and Large Extra Dimensions in p p Collisions Yielding a Photon and Missing Transverse Energy journal June 2012
Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a p -Type Point Contact Germanium Detector journal March 2011
SEVEN-YEAR WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE ( WMAP ) OBSERVATIONS: COSMOLOGICAL INTERPRETATION journal January 2011
Dark Matter Results from 100 Live Days of XENON100 Data journal September 2011
Review of Particle Physics journal July 2010
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Measurements of inclusive W and Z cross sections in pp collisions at $ \sqrt {s} = 7 $ TeV journal January 2011
Search for New Physics with a Monojet and Missing Transverse Energy in p p Collisions at s = 7 TeV journal November 2011
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
The Tevatron at the frontier of dark matter direct detection journal December 2010
Multijet matrix elements and shower evolution in hadronic collisions: -jets as a case study journal June 2002
CMS tracking performance results from early LHC operation journal November 2010
The hierarchy problem and new dimensions at a millimeter journal June 1998
Improved Limits on Spin-Dependent WIMP-Proton Interactions from a Two Liter CF 3 I Bubble Chamber journal January 2011
Quantum gravity and extra dimensions at high-energy colliders journal April 1999
Existence and Nature of Dark Matter in the Universe journal September 1987
Dark matter spin-dependent limits for WIMP interactions on 19F by PICASSO journal November 2009
Real emission and virtual exchange of gravitons and unparticles in Pythia8 journal September 2010
Interleaved parton showers and tuning prospects journal March 2011
An Indirect Search for Weakly Interacting Massive Particles in the sun Using 3109.6 days of Upward-Going Muons in Super-Kamiokande journal November 2011
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Search for Large Extra Dimensions via Single Photon plus Missing Energy Final States at s = 1.96 TeV journal June 2008
Single- and multi-photon production in ee collisions at $\sqrt{s}$ up to 209 GeV journal May 2003
Maverick dark matter at colliders journal September 2010
Direct collider signatures of large extra dimensions journal August 1999
Dark Matter Candidates from Particle Physics and Methods of Detection journal August 2010

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