Search for associated production of dark matter with a Higgs boson decaying to bb or γγ at √s = 13 TeV

A. M. Sirunyan, A. Tumasyan, W. Adam, E. Asilar, T. Bergauer, J. Brandstetter, E. Brondolin, M. Dragicevic, J. Ero, M. Flechl, M. Friedl, R. Fruhwirth, V. M. Ghete, C. Hartl, N. Hormann, J. Hrubec, M. Jeitler, A. Konig, I. Kratschmer, D. LikoT. Matsushita, I. Mikulec, D. Rabady, N. Rad, B. Rahbaran, H. Rohringer, J. Schieck, J. Strauss, W. Waltenberger, C. E. Wulz, O. Dvornikov, V. Makarenko, V. Mossolov, J. Suarez Gonzalez, V. Zykunov, N. Shumeiko, S. Alderweireldt, E. A. De Wolf, X. Janssen, J. Lauwers, M. Van De Klundert, H. Van Haevermaet, P. Van Mechelen, N. Van Remortel, A. Van Spilbeeck, S. Abu Zeid, F. Blekman, J. D'Hondt, N. Daci, I. De Bruyn, K. Deroover, S. Lowette, S. Moortgat, L. Moreels, A. Olbrechts, Q. Python, K. Skovpen, S. Tavernier, W. Van Doninck, P. Van Mulders, I. Van Parijs, H. Brun, B. Clerbaux, G. De Lentdecker, H. Delannoy, G. Fasanella, L. Favart, R. Goldouzian, A. Grebenyuk, G. Karapostoli, T. Lenzi, A. Leonard, J. Luetic, T. Maerschalk, A. Marinov, A. Randle-Conde, T. Seva, C. Vander Velde, P. Vanlaer, D. Vannerom, R. Yonamine, F. Zenoni, F. Zhang, T. Cornelis, D. Dobur, A. Fagot, M. Gul, I. Khvastunov, D. Poyraz, S. Salva, R. Schofbeck, M. Tytgat, W. Van Driessche, E. Yazgan, N. Zaganidis, H. Bakhshiansohi, O. Bondu, S. Brochet, G. Bruno, A. Caudron, S. De Visscher, C. Delaere, M. Delcourt, B. Francois, A. Giammanco, A. Jafari, M. Komm, G. Krintiras, V. Lemaitre, A. Magitteri, A. Mertens, M. Musich, K. Piotrzkowski, L. Quertenmont, M. Selvaggi, M. Vidal Marono, S. Wertz, N. Beliy, W. L. Alda Junior, F. L. Alves, G. A. Alves, L. Brito, C. Hensel, A. Moraes, M. E. Pol, P. Rebello Teles, E. Belchior Batista Das Chagas, W. Carvalho, J. Chinellato, A. Custodio, E. M. Da Costa, G. G. Da Silveira, D. De Jesus Damiao, C. De Oliveira Martins, S. Fonseca De Souza, L. M. Huertas Guativa, H. Malbouisson, D. Matos Figueiredo, C. Mora Herrera, L. Mundim, H. Nogima, W. L. Prado Da Silva, A. Santoro, A. Sznajder, E. J. Tonelli Manganote, F. Torres Da Silva De Araujo, A. Vilela Pereira, A. Abdulsalam, C. Amendola, I. Antropov, S. Baffioni, F. Beaudette, P. Busson, L. Cadamuro, E. Chapon, C. Charlot, O. Davignon, R. Granier De Cassagnac, M. Jo, S. Lisniak, P. Mine, M. Nguyen, C. Ochando, G. Ortona, P. Paganini, P. Pigard, S. Regnard, R. Salerno, Y. Sirois, A. G. Stahl Leiton, T. Strebler, Y. Yilmaz, A. Zabi, A. Zghiche, M. Aldaya Martin, T. Arndt, C. Asawatangtrakuldee, K. Beernaert, O. Behnke, U. Behrens, A. A. Bin Anuar, K. Borras, A. Campbell, P. Connor, C. Contreras-Campana, F. Costanza, C. Diez Pardos, G. Dolinska, G. Eckerlin, D. Eckstein, T. Eichhorn, E. Eren, E. Gallo, J. Garay Garcia, A. Geiser, A. Gizhko, J. M. Grados Luyando, A. Grohsjean, P. Gunnellini, A. Harb, J. Hauk, M. Hempel, H. Jung, A. Kalogeropoulos, O. Karacheban, M. Kasemann, J. Keaveney, C. Kleinwort, I. Korol, D. Krucker, W. Lange, A. Lelek, T. Lenz, J. Leonard, K. Lipka, A. Lobanov, W. Lohmann, R. Mankel, I. A. Melzer-Pellmann, A. B. Meyer, G. Mittag, J. Mnich, A. Mussgiller, D. Pitzl, R. Placakyte, A. Raspereza, B. Roland, M. O. Sahin, P. Saxena, T. Schoerner-Sadenius, S. Spannagel, N. Stefaniuk, G. P. Van Onsem, R. Walsh, C. Wissing, V. Blobel, M. Centis Vignali, A. R. Draeger, T. Dreyer, E. Garutti, D. Gonzalez, J. Haller, M. Hoffmann, A. Junkes, R. Klanner, R. Kogler, N. Kovalchuk, S. Kurz, T. Lapsien, I. Marchesini, D. Marconi, M. Meyer, M. Niedziela, D. Nowatschin, F. Pantaleo, T. Peiffer, A. Perieanu, C. Scharf, P. Schleper, A. Schmidt, S. Schumann, J. Schwandt, J. Sonneveld, H. Stadie, G. Steinbruck, F. M. Stober, M. Stover, H. Tholen, D. Troendle, E. Usai, L. Vanelderen, A. Vanhoefer, B. Vormwald, M. Akbiyik, C. Barth, S. Baur, C. Baus, J. Berger, E. Butz, R. Caspart, T. Chwalek, F. Colombo, W. De Boer, A. Dierlamm, S. Fink, B. Freund, R. Friese, M. Giffels, A. Gilbert, P. Goldenzweig, D. Haitz, F. Hartmann, S. M. Heindl, U. Husemann, F. Kassel, I. Katkov, S. Kudella, H. Mildner, M. U. Mozer, Th Muller, M. Plagge, G. Quast, K. Rabbertz, S. Rocker, F. Roscher, M. Schroder, I. Shvetsov, G. Sieber, H. J. Simonis, R. Ulrich, S. Wayand, M. Weber, T. Weiler, S. Williamson, C. Wohrmann, R. Wolf, D. Abbaneo, E. Auffray, G. Auzinger, P. Baillon, A. H. Ball, D. Barney, P. Bloch, A. Bocci, C. Botta, T. Camporesi, R. Castello, M. Cepeda, G. Cerminara, Y. Chen, A. Cimmino, D. D'Enterria, A. Dabrowski, V. Daponte, A. David, M. De Gruttola, A. De Roeck, E. Di Marco, M. Dobson, B. Dorney, T. Du Pree, D. Duggan, M. Dunser, N. Dupont, A. Elliott-Peisert, P. Everaerts, S. Fartoukh, G. Franzoni, J. Fulcher, W. Funk, D. Gigi, K. Gill, M. Girone, F. Glege, D. Gulhan, S. Gundacker, M. Guthoff, P. Harris, J. Hegeman, V. Innocente, P. Janot, J. Kieseler, H. Kirschenmann, V. Knunz, A. Kornmayer, M. J. Kortelainen, K. Kousouris, M. Krammer, C. Lange, P. Lecoq, C. Lourenço, M. T. Lucchini, L. Malgeri, M. Mannelli, A. Martelli, F. Meijers, J. A. Merlin, S. Mersi, E. Meschi, P. Milenovic, F. Moortgat, S. Morovic, M. Mulders, H. Neugebauer, S. Orfanelli, L. Orsini, L. Pape, E. Perez, M. Peruzzi, A. Petrilli, G. Petrucciani, A. Pfeiffer, M. Pierini, A. Racz, T. Reis, G. Rolandi, M. Rovere, H. Sakulin, J. B. Sauvan, C. Schafer, C. Schwick, M. Seidel, A. Sharma, P. Silva, P. Sphicas, J. Steggemann, M. Stoye, Y. Takahashi, M. Tosi, D. Treille, A. Triossi, A. Tsirou, V. Veckalns, G. I. Veres, M. Verweij, N. Wardle, H. K. Wohri, A. Zagozdzinska, W. D. Zeuner, S. Abdullin, M. Albrow, G. Apollinari, A. Apresyan, S. Banerjee, L. A.T. Bauerdick, A. Beretvas, J. Berryhill, P. C. Bhat, G. Bolla, K. Burkett, J. N. Butler, H. W.K. Cheung, F. Chlebana, S. Cihangir, M. Cremonesi, V. D. Elvira, I. Fisk, J. Freeman, E. Gottschalk, L. Gray, D. Green, S. Grunendahl, O. Gutsche, D. Hare, R. M. Harris, S. Hasegawa, J. Hirschauer, Z. Hu, B. Jayatilaka, S. Jindariani, M. Johnson, U. Joshi, B. Klima, B. Kreis, S. Lammel, J. Linacre, D. Lincoln, R. Lipton, M. Liu, T. Liu, R. Lopes De Sa, J. Lykken, K. Maeshima, N. Magini, J. M. Marraffino, S. Maruyama, D. Mason, P. McBride, P. Merkel, S. Mrenna, S. Nahn, V. O'Dell, K. Pedro, O. Prokofyev, G. Rakness, L. Ristori, E. Sexton-Kennedy, A. Soha, W. J. Spalding, L. Spiegel, S. Stoynev, J. Strait, N. Strobbe, L. Taylor, S. Tkaczyk, N. V. Tran, L. Uplegger, E. W. Vaandering, C. Vernieri, M. Verzocchi, R. Vidal, M. Wang, H. A. Weber, A. Whitbeck, Y. Wu, D. Acosta, P. Avery, P. Bortignon, D. Bourilkov, A. Brinkerhoff, A. Carnes, M. Carver, D. Curry, S. Das, R. D. Field, I. K. Furic, J. Konigsberg, A. Korytov, J. F. Low, P. Ma, K. Matchev, H. Mei, G. Mitselmakher, D. Rank, L. Shchutska, D. Sperka, L. Thomas, J. Wang, S. Wang, J. Yelton, C. Anelli, A. Baden, O. Baron, A. Belloni, B. Calvert, S. C. Eno, C. Ferraioli, J. A. Gomez, N. J. Hadley, S. Jabeen, G. Y. Jeng, R. G. Kellogg, J. Kunkle, A. C. Mignerey, F. Ricci-Tam, Y. H. Shin, A. Skuja, M. B. Tonjes, S. C. Tonwar, D. Abercrombie, B. Allen, A. Apyan, V. Azzolini, R. Barbieri, A. Baty, R. Bi, K. Bierwagen, S. Brandt, W. Busza, I. A. Cali, M. D'Alfonso, Z. Demiragli, G. Gomez Ceballos, M. Goncharov, D. Hsu, Y. Iiyama, G. M. Innocenti, M. Klute, D. Kovalskyi, K. Krajczar, Y. S. Lai, Y. J. Lee, A. Levin, P. D. Luckey, B. Maier, A. C. Marini, C. McGinn, C. Mironov, S. Narayanan, X. Niu, C. Paus, C. Roland, G. Roland, J. Salfeld-Nebgen, G. S.F. Stephans, K. Tatar, D. Velicanu, J. Wang, T. W. Wang, B. Wyslouch, N. Akchurin, J. Damgov, F. De Guio, C. Dragoiu, P. R. Dudero, J. Faulkner, E. Gurpinar, S. Kunori, K. Lamichhane, S. W. Lee, T. Libeiro, T. Peltola, S. Undleeb, I. Volobouev, Z. Wang, S. Greene, A. Gurrola, R. Janjam, W. Johns, C. Maguire, A. Melo, H. Ni, P. Sheldon, S. Tuo, J. Velkovska, Q. Xu, M. W. Arenton, P. Barria, B. Cox, R. Hirosky, A. Ledovskoy, H. Li, C. Neu, T. Sinthuprasith, X. Sun, Y. Wang, E. Wolfe, F. Xia, C. Clarke, R. Harr, P. E. Karchin, J. Sturdy, S. Zaleski, D. A. Belknap, J. Buchanan, C. Caillol, S. Dasu, L. Dodd, S. Duric, B. Gomber, M. Grothe, M. Herndon, A. Herve, U. Hussain, P. Klabbers, A. Lanaro, A. Levine, K. Long, R. Loveless, G. A. Pierro, G. Polese, T. Ruggles, A. Savin, N. Smith, W. H. Smith, D. Taylor, N. Woods

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

Abstract

A search for dark matter is performed looking for events with large missing transverse momentum and a Higgs boson decaying either to a pair of bottom quarks or to a pair of photons. The data from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected in 2015 with the CMS detector at the LHC, correspond to an integrated luminosity of 2.3 fb-1. Results are interpreted in the context of a Z′ -twoHiggs-doublet model, where the gauge symmetry of the standard model is extended by a U(1)Z′group, with a new massive Z′ gauge boson, and the Higgs sector is extended with four additional Higgs bosons. In this model, a high-mass resonance Z′ decays into a pseudoscalar boson A and a light SM-like scalar Higgs boson, and the A decays to a pair of dark matter particles. No significant excesses are observed over the background prediction. Combining results from the two decay channels yields exclusion limits in the signal cross section in the mZ′- mAphase space. For example, the observed data exclude the Z′ mass range from 600 to 1860 GeV, for Z′ coupling strength gZ′= 0.8, the coupling of A with dark matter particles gχ= 1, the ratio of the vacuum expectation values tan β = 1, and mA= 300 GeV. The results of this analysis are valid for any dark matter particle mass below 100 GeV.

Original languageEnglish
JournalUnknown Journal
StatePublished - Mar 15 2017

Fingerprint Dive into the research topics of 'Search for associated production of dark matter with a Higgs boson decaying to bb or γγ at √s = 13 TeV'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this