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Title: Search for dark matter in events with heavy quarks and missing transverse momentum in $pp$ collisions with the ATLAS detector

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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This article reports on a search for dark matter pair production in association with bottom or top quarks in 20.3 fb–1 of pp collisions collected at √s=8 TeV by the ATLAS detector at the LHC. Events with large missing transverse momentum are selected when produced in association with high-momentum jets of which one or more are identified as jets containing b-quarks. Final states with top quarks are selected by requiring a high jet multiplicity and in some cases a single lepton. The data are found to be consistent with the Standard Model expectations and limits are set on the mass scale of effective field theories that describe scalar and tensor interactions between dark matter and Standard Model particles. Limits on the dark-matter–nucleon cross-section for spin-independent and spin-dependent interactions are also provided. These limits are particularly strong for low-mass dark matter. Using a simplified model, constraints are set on the mass of dark matter and of a colored mediator suitable to explain a possible signal of annihilating dark matter.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC03-76SF00515; AC02-06CH11357; AC02-76CH10886; SC0012704
OSTI ID:
1409417
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1224425; OSTI ID: 1224430
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 75, Issue 2; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 76 works
Citation information provided by
Web of Science

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Search for Dark Matter Particles Produced in Association with a Top Quark Pair at s = 13 TeV journal January 2019
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Search for dark matter produced in association with bottom or top quarks in $$\sqrt{s}=13$$s=13 TeV pp collisions with the ATLAS detector journal January 2018
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Hunting the dark Higgs text January 2017
Hunting the dark Higgs journal April 2017
A comprehensive approach to dark matter studies: exploration of simplified top-philic models text January 2016
Search for dark matter and unparticles in events with a Z boson and missing transverse momentum in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV text January 2017


Figures / Tables (9)