The dark Z′ portal: direct, indirect and collider searches

被引：165
作者：
Alves, Alexandre
Profumo, Stefano [1 ]
Queiroz, Farinaldo S. [1 ]
机构：
[1] Univ Calif Santa Cruz, Inst Particle Phys, Dept Phys & Santa Cruz, Santa Cruz, CA 95064 USA
来源：
JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS | 2014年 / 04期
基金：
美国国家科学基金会;
关键词：
Beyond Standard Model; Cosmology of Theories beyond the SM; LEPTOPHOBIC Z'; MATTER; CONSTRAINTS; HALOES; MASS;
D O I：
10.1007/JHEP04(2014)063
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 perform a detailed study of the dark Z' portal using a generic parametrization of the Z'-quarks couplings, both for light (8-15) GeV and heavy (100-1000) GeV dark matter scenarios. We present a comprehensive study of the collider phenomenology including jet clustering, hadronization, and detector artifacts, which allows us to derive accurate bounds from the search for new resonances in dijet events and from mono-jet events in the LHC 7TeV, LHC 8TeV, and Tevatron 1.96TeV data. We also compute the dark matter relic abundance, the relevant scattering cross sections and pair-annihilation spectrum, and compare our results with the current PLANCK, Fermi-LAT and XENON100/LUX bounds. Lastly, we highlight the importance of complementary searches for dark matter, and outline the excluded versus still viable parameter space regions of the dark Z' portal.
引用
收藏
页数：29
相关论文
共 92 条
  • [1] Search for dark matter candidates and large extra dimensions in events with a jet and missing transverse momentum with the ATLAS detector
    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.
    Akimov, A. V.
    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.
    Allport, P. P.
    [J]. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2013, (04):
  • [2] Search for new physics in the dijet mass distribution using 1 fb-1 of pp collision data at √s=7 TeV collected by the ATLAS detector
    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.
    Alaml, 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.
    Alley, M.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Aliyev, M.
    Allport, P. P.
    Allwood-Spiers, S. E.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2012, 708 (1-2) : 37 - 54
  • [3] CoGeNT: A search for low-mass dark matter using p-type point contact germanium detectors
    Aalseth, C. E.
    Barbeau, P. S.
    Colaresi, J.
    Collar, J. I.
    Leon, J. Diaz
    Fast, J. E.
    Fields, N. E.
    Hossbach, T. W.
    Knecht, A.
    Kos, M. S.
    Marino, M. G.
    Miley, H. S.
    Miller, M. L.
    Orrell, J. L.
    Yocum, K. M.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (01):
  • [4] Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a p-Type Point Contact Germanium Detector
    Aalseth, C. E.
    Barbeau, P. S.
    Bowden, N. S.
    Cabrera-Palmer, B.
    Colaresi, J.
    Collar, J. I.
    Dazeley, S.
    de Lurgio, P.
    Fast, J. E.
    Fields, N.
    Greenberg, C. H.
    Hossbach, T. W.
    Keillor, M. E.
    Kephart, J. D.
    Marino, M. G.
    Miley, H. S.
    Miller, M. L.
    Orrell, J. L.
    Radford, D. C.
    Reyna, D.
    Tench, O.
    Van Wechel, T. D.
    Wilkerson, J. F.
    Yocum, K. M.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (13)
  • [5] Search for new particles decaying into dijets in proton-antiproton collisions at √s=1.96 TeV
    Aaltonen, T.
    Adelman, J.
    Akimoto, T.
    Alvarez Gonzalez, B.
    Amerio, S.
    Amidei, D.
    Anastassov, A.
    Annovi, A.
    Antos, J.
    Apollinari, G.
    Apresyan, A.
    Arisawa, T.
    Artikov, A.
    Ashmanskas, W.
    Attal, A.
    Aurisano, A.
    Azfar, F.
    Azzurri, P.
    Badgett, W.
    Barbaro-Galtieri, A.
    Barnes, V. E.
    Barnett, B. A.
    Bartsch, V.
    Bauer, G.
    Beauchemin, P. -H.
    Bedeschi, F.
    Beecher, D.
    Behari, S.
    Bellettini, G.
    Bellinger, J.
    Benjamin, D.
    Beretvas, A.
    Beringer, J.
    Bhatti, A.
    Binkley, M.
    Bisello, D.
    Bizjak, I.
    Blair, R. E.
    Blocker, C.
    Blumenfeld, B.
    Bocci, A.
    Bodek, A.
    Boisvert, V.
    Bolla, G.
    Bortoletto, D.
    Boudreau, J.
    Boveia, A.
    Brau, B.
    Bridgeman, A.
    Brigliadori, L.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (11)
  • [6] Detection of a gamma-ray source in the Galactic Center consistent with extended emission from dark matter annihilation and concentrated astrophysical emission
    Abazajian, Kevork N.
    Kaplinghat, Manoj
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2012, 86 (08):
  • [7] Boosted objects: a probe of beyond the standard model physics
    Abdesselam, A.
    Belyaev, A.
    Kuutmann, E. Bergeaas
    Bitenc, U.
    Brooijmans, G.
    Butterworth, J.
    de Renstrom, P. Bruckman
    Franzosi, D. Buarque
    Buckingham, R.
    Chapleau, B.
    Dasgupta, M.
    Davison, A.
    Dolen, J.
    Ellis, S.
    Fassi, F.
    Ferrando, J.
    Frandsen, M. T.
    Frost, J.
    Gadfort, T.
    Glover, N.
    Haas, A.
    Halkiadakis, E.
    Hamilton, K.
    Hays, C.
    Hill, C.
    Jackson, J.
    Issever, C.
    Karagoz, M.
    Katz, A.
    Kreczko, L.
    Krohn, D.
    Lewis, A.
    Livermore, S.
    Loch, P.
    Maksimovic, P.
    March-Russell, J.
    Martin, A.
    McCubbin, N.
    Newbold, D.
    Ott, J.
    Perez, G.
    Policchio, A.
    Rappoccio, S.
    Raklev, A. R.
    Richardson, P.
    Salam, G. P.
    Sannino, F.
    Santiago, J.
    Schwartzman, A.
    Shepherd-Themistocleous, C.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2011, 71 (06):
  • [8] Dark matter constraints from observations of 25 Milky Way satellite galaxies with the Fermi Large Area Telescope
    Ackermann, M.
    Albert, A.
    Anderson, B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Bissaldi, E.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Bouvier, A.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caragiulo, M.
    Caraveo, P. A.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    D'Ammando, F.
    de Angelis, A.
    Dermer, C. D.
    Digel, S. W.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Essig, R.
    Favuzzi, C.
    Ferrara, E. C.
    Franckowiak, A.
    Fukazawa, Y.
    Funk, S.
    Fusco, P.
    Gargano, F.
    Gasparrini, D.
    Giglietto, N.
    Giroletti, M.
    Godfrey, G.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2014, 89 (04):
  • [9] Search for gamma-ray spectral lines with the Fermi Large Area Telescope and dark matter implications
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Albert, A.
    Allafort, A.
    Baldini, L.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Bissaldi, E.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Bottacini, E.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chaves, R. C. G.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    D'Ammando, F.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Dermer, C. D.
    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.
    Fusco, P.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (08):
  • [10] Silicon Detector Dark Matter Results from the Final Exposure of CDMS II
    Agnese, R.
    Ahmed, Z.
    Anderson, A. J.
    Arrenberg, S.
    Balakishiyeva, D.
    Thakur, R. Basu
    Bauer, D. A.
    Billard, J.
    Borgland, A.
    Brandt, D.
    Brink, P. L.
    Bruch, T.
    Bunker, R.
    Cabrera, B.
    Caldwell, D. O.
    Cerdeno, D. G.
    Chagani, H.
    Cooley, J.
    Cornell, B.
    Crewdson, C. H.
    Cushman, P.
    Daal, M.
    Dejongh, F.
    do Couto e Silva, E.
    Doughty, T.
    Esteban, L.
    Fallows, S.
    Figueroa-Feliciano, E.
    Filippini, J.
    Fox, J.
    Fritts, M.
    Godfrey, G. L.
    Golwala, S. R.
    Hall, J.
    Harris, R. H.
    Hertel, S. A.
    Hofer, T.
    Holmgren, D.
    Hsu, L.
    Huber, M. E.
    Jastram, A.
    Kamaev, O.
    Kara, B.
    Kelsey, M. H.
    Kennedy, A.
    Kim, P.
    Kiveni, M.
    Koch, K.
    Kos, M.
    Leman, S. W.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (25)
12345678910