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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Search for Dark Matter Produced in Association with a Dark Higgs Boson in the b b ¯ Final State Using p p Collisions at s = 13 TeV with the ATLAS Detector

Journal Article · · Physical Review Letters
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A search is performed for dark matter particles produced in association with a resonantly produced pair of b -quarks with 30 < m b b < 150 GeV using 140 fb 1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV recorded by the ATLAS detector at the LHC. This signature is expected in extensions of the standard model predicting the production of dark matter particles, in particular those containing a dark Higgs boson s that decays into b b ¯ . The highly boosted s b b ¯ topology is reconstructed using jet reclustering and a new identification algorithm. This search places stringent constraints across regions of the dark Higgs model parameter space that satisfy the observed relic density, excluding dark Higgs bosons with masses between 30 and 150 GeV in benchmark scenarios with Z mediator masses up to 4.8 TeV at 95% confidence level.

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Sponsoring Organization:
USDOE
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515
OSTI ID:
2539938
Alternate ID(s):
OSTI ID: 2583274
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 12 Vol. 134; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Calibration of the light-flavour jet mistagging efficiency of the b-tagging algorithms with Z+jets events using 139 $$\textrm{fb}^{-1}$$ of ATLAS proton–proton collision data at $$\sqrt{s} = 13$$ TeV journal August 2023
Luminosity determination in pp collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV using the ATLAS detector at the LHC journal October 2023
Dark Matter Searches with Astroparticle Data journal September 2011
Dark Matter Candidates from Particle Physics and Methods of Detection journal August 2010
Event generation with Sherpa 2.2 journal January 2019
The RooStats project
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conference February 2011
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