Confronting dark matter with the diphoton excess from a parent resonance decay

被引：5
作者：
De Romeri, Valentina [1 ,2 ]
Kim, Jong Soo [1 ]
Martin-Lozano, Victor [1 ,2 ]
Rolbiecki, Krzysztof [1 ,3 ]
Ruiz de Austri, Roberto [4 ]
机构：
[1] Univ Autonoma Madrid, Inst Fis Teor UAM CSIC, E-28049 Madrid, Spain
[2] Univ Autonoma Madrid, Dept Fis Teor, E-28049 Madrid, Spain
[3] Univ Warsaw, Inst Theoret Phys, PL-02093 Warsaw, Poland
[4] IFIC CSIC, Inst Fis Corpuscular, Valencia, Spain
来源：
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C | 2016年 / 76卷 / 05期
关键词：
PP COLLISIONS; SEARCH; TEV; DISTRIBUTIONS; MASS;
D O I：
10.1140/epjc/s10052-016-4116-7
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：
A diphoton excess with an invariant mass of about 750 GeV has been recently reported by both ATLAS and CMS experiments at LHC. While the simplest interpretation requires the resonant production of a 750 GeV (pseudo) scalar, here we consider an alternative setup, with an additional heavy parent particle which decays into a pair of 750 GeV resonances. This configuration improves the agreement between the 8 and 13 TeV data. Moreover, we include a dark matter candidate in the form of a Majorana fermion which interacts through the 750 GeV portal. The invisible decays of the light resonance help to suppress additional decay channels into Standard Model particles in association with the diphoton signal. We realise our hierarchical framework in the context of an effective theory, and we analyse the diphoton signal as well as the consistency with other LHC searches. We finally address the interplay of the LHC results with the dark matter phenomenology, namely the compatibility with the relic density abundance and the indirect detection bounds.
引用
收藏
页数：13
相关论文
共 62 条
  • [1] Combination of searches for WW, WZ, and ZZ resonances in pp collisions at s=8 TeV with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Agricola, J.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    Alpigiani, C.
    Altheimer, A.
    Gonzalez, B. Alvarez
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2016, 755 : 285 - 305
  • [2] Search for new phenomena in dijet mass and angular distributions from pp collisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Aben, R.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaitia, Y.
    Acharyaa, B. S.
    Adamczyka, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Agricola, J.
    Aguilar-Saavedraa, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aiellia, G.
    Akerstedta, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimov, A. V.
    Alberghia, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimontia, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisioa, A.
    Alonso, A.
    Alkire, S. P.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2016, 754 : 302 - 322
  • [3] Search for an additional, heavy Higgs boson in the H → ZZ decay channel at √s=8 TeV in pp collision data with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Agricola, J.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    Alpigiani, C.
    Altheimer, A.
    Gonzalez, B. Alvarez
    Alvarez Piqueras, D.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2016, 76 (01): : 1 - 42
  • [4] Aad G, 2015, EUR PHYS J C, V75, DOI 10.1140/epjc/s10052-015-3639-7
  • [5] Search for new phenomena in events with a photon and missing transverse momentum in pp collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector (vol 91, 012008, 2015)
    Aad, G.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2015, 92 (05):
  • [6] Search for high-mass diphoton resonances in pp collisions at pffisffi √s=8 TeV with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Khalek, S. Abdel
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Agustoni, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P.
    Akimoto, G.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allison, L. J.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    Alpigiani, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2015, 92 (03)
  • [7] Search for new phenomena in the dijet mass distribution using pp collision data at √s=8 TeV with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Khalek, S. Abdel
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Agustoni, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimoto, G.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allison, L. J.
    Allport, P. P.
    Almond, J.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2015, 91 (05)
  • [8] Search for new phenomena in events with a photon and missing transverse momentum in pp collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Khalek, S. Abdel
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Agustoni, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimoto, G.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Verzini, M. J. Alconada
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allison, L. J.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    Alpigiani, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2015, 91 (01)
  • [9] Search for Scalar Diphoton Resonances in the Mass Range 65-600 GeV with the ATLAS Detector in pp Collision Data at √s=8 TeV
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Khalek, S. Abdel
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Agustoni, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimoto, G.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Verzini, M. J. Alconada
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Alimonti, G.
    Alio, L.
    Alison, J.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allison, L. J.
    Allport, P. P.
    Almond, J.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (17)
  • [10] Searching for Dark Matter Annihilation from Milky Way Dwarf Spheroidal Galaxies with Six Years of Fermi Large Area Telescope Data
    Ackermann, M.
    Albert, A.
    Anderson, B.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Bissaldi, E.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonino, R.
    Bottacini, E.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caputo, R.
    Caragiulo, M.
    Caraveo, P. A.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Chiaro, G.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Cuoco, A.
    Cutini, S.
    D'Ammando, F.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Desiante, R.
    Digel, S. W.
    Di Venere, L.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Essig, R.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Ferrara, E. C.
    Focke, W. B.
    Franckowiak, A.
    Fukazawa, Y.
    Funk, S.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (23)
1234567