Identifying dark matter interactions in monojet searches

被引：9

作者：

Agrawal, Prateek ^{[1
]}

Rentala, Vikram ^{[2
]}

机构：

[1] Fermilab Natl Accelerator Lab, Batavia, IL 60510 USA

[2] Michigan State Univ, Dept Phys & Astron, E Lansing, MI 48824 USA

来源：

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS | 2014年 / 05期

基金：

美国国家科学基金会; 美国能源部;

关键词：

Dark Matter and Double Beta Decay; Jet substructure; Jets; RAY POSITRON FRACTION; E(+)E(-) COLLISIONS; MISSING ENERGY; SINGLE-PHOTON; EVENTS;

D O I：

10.1007/JHEP05(2014)098

中图分类号：

O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];

学科分类号：

摘要：

We study the discrimination of quark-initiated jets from gluon-initiated jets in monojet searches for dark matter using the technique of averaged jet energy profiles. We demonstrate our results in the context of effective field theories of dark matter interactions with quarks and gluons, but our methods apply more generally to a wide class of models. Different effective theories of dark matter and the standard model backgrounds each have a characteristic quark/gluon fraction for the leading jet. When used in conjunction with the traditional cut-and-count monojet search, the jet energy profile can be used to set stronger bounds on contact interactions of dark matter. In the event of a discovery of a monojet excess at the 14 TeV LHC, contact interactions between dark matter with quarks or with gluons can be differentiated at the 95% confidence level. For a given rate at the LHC, signal predictions at direct detection experiments for different dark matter interactions can span five orders of magnitude. The ability to identify these interactions allows us to make a tighter connection between LHC searches and direct detection experiments.

引用

页数：25

共 71 条

[1] Search for Dark Matter in Events with a Hadronically Decaying W or Z Boson and Missing Transverse Momentum in pp Collisions at √s=8 TeV with the ATLAS Detector [J].

Aad, G. ;

Abajyan, T. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Khalek, S. Abdel ;

Abdinov, O. ;

Aben, R. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

AbouZeid, O. S. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Abulaiti, Y. ;

Acharya, B. S. ;

Adamczyk, L. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Adomeit, S. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Agatonovic-Jovin, T. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahmad, A. ;

Ahmadov, F. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akesson, T. P. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Alconada Verzini, M. J. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alio, L. ;

Alison, J. ;

Allbrooke, B. M. M. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 112 (04)

[2] Search for dark matter candidates and large extra dimensions in events with a jet and missing transverse momentum with the ATLAS detector [J].

Aad, G. ;

Abajyan, T. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Khalek, S. Abdel ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdinov, O. ;

Aben, R. ;

Abi, B. ;

Abolins, A. ;

AbouZeid, S. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acharya, B. S. ;

Adamczyk, L. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

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Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. ;

Allbrooke, B. M. A. ;

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2013, (04)

[3] Search for new phenomena with the monojet and missing transverse momentum signature using the ATLAS detector in √s=7 TeV proton-proton collisions [J].

Aad, G. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdesselam, A. ;

Abdinov, O. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acerbi, E. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Aderholz, M. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Akiyama, A. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

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Alexander, G. ;

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Alexopoulos, T. ;

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[4] Study of jet shapes in inclusive jet production in pp collisions at √s=7 TeV using the ATLAS detector [J].

Aad, G. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdesselam, A. ;

Abdinov, O. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acerbi, E. ;

Acharya, B. S. ;

Ackers, M. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Aderholz, M. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Aleppo, M. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. ;

Aliyev, M. ;

Allport, P. P. ;

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[5] CoGeNT: A search for low-mass dark matter using p-type point contact germanium detectors [J].

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[6] Search for a Dark Matter Candidate Produced in Association with a Single Top Quark in p(p)over-bar Collisions at √s=1.96 TeV [J].

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[7] Search for Dark Matter Annihilations in the Sun with the 79-String IceCube Detector [J].

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[8] Search for large extra dimensions in the Monojet+ET channel with the DO detector -: art. no. 251802 [J].

Abazov, VM ;

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[9]

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[10]

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