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Report/Journal Article PUBDB-2020-01602
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Search for dark matter particles produced in association with a Higgs boson in proton-proton collisions at $ \sqrt{\mathrm{s}} $ = 13 TeV

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2020
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2020(3), 25 () [10.1007/JHEP03(2020)025]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2019-141; CMS-EXO-18-011; arXiv:1908.01713

Abstract: A search for dark matter (DM) particles is performed using events with a Higgs boson candidate and large missing transverse momentum. The analysis is based on proton- proton collision data at a center-of-mass energy of 13 TeV collected by the CMS experiment at the LHC in 2016, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$^{−1}$. The search is performed in five Higgs boson decay channels: $ \mathrm{h}\to \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $, γγ, τ$^{+}$τ$^{−}$, W$^{+}$W$^{−}$, and ZZ. The results from the individual channels are combined to maximize the sensitivity of the analysis. No significant excess over the expected standard model background is observed in any of the five channels or in their combination. Limits are set on DM production in the context of two simplified models. The results are also interpreted in terms of a spin-independent DM-nucleon scattering cross section and compared to those from direct-detection DM experiments. This is the first search for DM particles produced in association with a Higgs boson decaying to a pair of W or Z bosons, and the first statistical combination based on five Higgs boson decay channels.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: colliding beams ; Higgs particle: hadroproduction ; dark matter: associated production ; Higgs particle: decay modes ; photon: pair production ; bottom: pair production ; tau: pair production ; W: pair production ; Z0: pair production ; p p: scattering ; spin: dependence ; dark matter: direct detection ; dark matter: scattering ; WIMP nucleon: scattering ; WIMP nucleon: cross section ; transverse momentum: missing-energy ; CERN LHC Coll ; sensitivity ; statistical ; background ; CMS ; experimental results ; 13000 GeV-cms

Classification:

Note: All the figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/EXO-18-011 (CMS Public Pages) ; publication: JHEP 2003 (2020) 025 ; ;
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2020
Database coverage:
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