Search for Dark Matter Produced in Association with a Dark Higgs Boson in the b(b)over-bar Final State Using pp Collisions at √s=13 TeV with the ATLAS Detector

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作者
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Aboulhorma, A. [59 ,153 ]
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Akbiyik, M. [159 ]
Akesson, T. P. A. [156 ]
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Akiyama, D. [250 ]
Akolkar, N. N. [33 ]
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Al Khoury, K. [64 ]
Alberghi, G. L. [32 ]
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Albicocco, P. [79 ,80 ]
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机构
[1] Univ Adelaide, Dept Phys, Adelaide, SA, Australia
[2] Univ Alberta, Dept Phys, Edmonton, AB, Canada
[3] Ankara Univ, Dept Phys, Ankara, Turkiye
[4] TOBB Univ Econ & Technol, Div Phys, Ankara, Turkiye
[5] Univ Savoie Mt Blanc, LAPP, CNRS, IN2P3, Annecy, France
[6] Univ Paris Cite, CNRS, IN2P3, APC, Paris, France
[7] Argonne Natl Lab, Div High Energy Phys, 9700 S Cass Ave, Argonne, IL 60439 USA
[8] Univ Arizona, Dept Phys, Tucson, AZ 85721 USA
[9] Univ Texas Arlington, Dept Phys, POB 19059, Arlington, TX 76019 USA
[10] Natl & Kapodistrian Univ Athens, Dept Phys, Athens, Greece
[11] Natl Tech Univ Athens, Dept Phys, Zografos, Greece
[12] Univ Texas Austin, Dept Phys, Austin, TX 78712 USA
[13] Azerbaijan Acad Sci, Inst Phys, Baku, Azerbaijan
[14] Barcelona Inst Sci & Technol, Inst Fis Altes Energies IFAE, Barcelona, Spain
[15] Chinese Acad Sci, Inst High Energy Phys, Beijing, Peoples R China
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[17] Univ Belgrade, Inst Phys, Belgrade, Serbia
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[22] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, Bern, Switzerland
[23] Univ Bern, High Energy Phys Lab, Bern, Switzerland
[24] Univ Birmingham, Sch Phys & Astron, Birmingham, W Midlands, England
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[27] Istanbul Univ, Dept Phys, Istanbul, Turkiye
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[31] Univ Bologna, Dipartimento Fis & Astron A Righi, Bologna, Italy
[32] INFN, Sez Bologna, Bologna, Italy
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[34] Boston Univ, Dept Phys, 590 Commonwealth Ave, Boston, MA 02215 USA
[35] Brandeis Univ, Dept Phys, Waltham, MA 02254 USA
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[44] Slovak Acad Sci, Inst Expt Phys, Dept Subnucl Phys, Kosice, Slovakia
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基金
中国国家自然科学基金; 加拿大自然科学与工程研究理事会; 欧洲研究理事会; 日本学术振兴会; 瑞典研究理事会; 巴西圣保罗研究基金会; 瑞士国家科学基金会;
关键词
PAIR PRODUCTION; PLUS PLUS; STRAHLUNG; PROGRAM; PHYSICS; JETS;
D O I
10.1103/PhysRevLett.134.121801
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
A search is performed for dark matter particles produced in association with a resonantly produced pair of b-quarks with 30 < m(bb) < 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) over bar. The highly boosted s -> b (b) over bar 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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[1]   Performance of electron and photon triggers in ATLAS during LHC Run 2 [J].
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