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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for new particles in events with a hadronically decaying W or Z boson and large missing transverse momentum at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV using the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search is presented for new particles produced in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV that result in final states comprising a massive vector (W or Z) boson that decays hadronically and large missing transverse momentum. The data sample was collected with the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider from 2015 to 2018 and corresponds to an integrated luminosity of 140 fb-1. No significant excess over the Standard Model expectation is observed. Model-independent 95% confidence-level limits on the visible cross-section that range from 0.3 fb to 79.5 fb are obtained for non-Standard-Model processes. Exclusion limits are also presented for models with axion-like particles, for two-Higgs-doublet models with a pseudo-scalar mediator between the Standard Model and the dark sector, for the invisible decay of the Higgs boson and for pair-produced weakly interacting dark matter candidates.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
2511053
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 11 Vol. 2024; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (39)

Jet trimming journal February 2010
Parton distributions for the LHC run II journal April 2015
Simplified dark matter models with two Higgs doublets: I. Pseudoscalar mediators journal May 2017
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Power counting to better jet observables journal December 2014
The EvtGen particle decay simulation package journal April 2001
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
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Direct detection of dark matter with MadDM v.2.0 journal September 2015
Recommendations on presenting LHC searches for missing transverse energy signals using simplified s -channel models of dark matter journal September 2019
Dark Matter benchmark models for early LHC Run-2 Searches: Report of the ATLAS/CMS Dark Matter Forum journal September 2019
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Particle dark matter: evidence, candidates and constraints journal January 2005
NINE-YEAR WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE ( WMAP ) OBSERVATIONS: COSMOLOGICAL PARAMETER RESULTS journal September 2013
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
A positive-weight next-to-leading-order Monte Carlo for heavy flavour hadroproduction journal September 2007
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
The catchment area of jets journal April 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Single-top hadroproduction in association with a W boson journal July 2008
Comix, a new matrix element generator journal December 2008
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s - and t -channel contributions journal September 2009
Identifying WIMP dark matter from particle and astroparticle data journal March 2018
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
LHC Machine journal August 2008
Scattering Amplitudes with Open Loops journal March 2012
CP Conservation in the Presence of Pseudoparticles journal June 1977
Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Higher-order QCD predictions for dark matter production at the LHC in simplified models with s-channel mediators journal October 2015
ALPs effective field theory and collider signatures journal August 2017
Dark Matter Searches with Astroparticle Data journal September 2011
Dark Matter Candidates from Particle Physics and Methods of Detection journal August 2010
Handbook of LHC Higgs Cross Sections: 3. Higgs Properties: Report of the LHC Higgs Cross Section Working Group null January 2013