Search for strongly interacting massive particles generating trackless jets in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $$
A. TumasyanYerevan Physics Institute, Yerevan, ArmeniaW. AdamInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaT. BergauerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. DragicevicInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. EröInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaA. Escalante Del ValleInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaR. FrühwirthInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. JeitlerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaNatascha KrammerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaL. LechnerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaD. LikoInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaI. MikulecInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaF. M. PittersInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaN. RadInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. SchieckInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaR. SchöfbeckInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. SpanringInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaS. TemplInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaW. WaltenbergerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaC.-E. WulzInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. ZaruckiInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaV. ChekhovskyA. LitominВ. МакаренкоJ. Suarez GonzalezM. R. DarwishInstitute of Basic and Applied Sciences, Faculty of Engineering, Arab Academy for Science, Technology and Maritime Transport, Alexandria, EgyptE. A. De WolfUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumD. Di CroceUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumX. JanssenUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumT. KelloUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumA. LelekUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumM. PietersUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumH. Rejeb SfarUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumH. Van HaevermaetUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumP. Van MechelenUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumS. Van PutteUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumN. Van RemortelUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumF. BlekmanVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumE. S. BolsVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. S. ChhibraVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumJ. D’HondtVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumJ. De ClercqVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumD. LontkovskyiVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. LowetteVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumI. MarchesiniVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. MoortgatVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumA. MortonVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumQ. PythonVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. TavernierVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumW. Van DoninckVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumP. Van MuldersVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumD. BeghinUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. BilinUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. ClerbauxUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumG. De LentdeckerUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. DorneyUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumL. FavartUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumA. GrebenyukUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumA. K. KalsiUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumI. MakarenkoUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumL. MoureauxUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumL. PétréUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumA. PopovUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumN. PostiauUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumE. StarlingUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumL. ThomasUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumC. Vander VeldeUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumP. VanlaerUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumD. VanneromUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumLiam WezenbeekUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumT. CornelisGhent University, Ghent, BelgiumD. DoburGhent University, Ghent, BelgiumM. GruchalaGhent University, Ghent, BelgiumI. KhvastunovGhent University, Ghent, BelgiumM. NiedzielaGhent University, Ghent, BelgiumC. RoskasGhent University, Ghent, BelgiumK. SkovpenGhent University, Ghent, BelgiumM. TytgatGhent University, Ghent, BelgiumW. VerbekeGhent University, Ghent, BelgiumB. VermassenGhent University, Ghent, BelgiumM. VitGhent University, Ghent, BelgiumG. BrunoUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumF. BuryUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumC. CaputoUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumP. DavidUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumC. DelaereUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumM. DelcourtUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumI. S. DonertasUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumA. GiammancoUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumV. LemaitreUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumK. MondalUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumJ. PrisciandaroUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumA. TaliercioUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumM. TeklishynUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumP. VischiaUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumS. WertzUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumS. WuyckensUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumG. A. AlvesCentro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Rio de Janeiro, BrazilC. HenselCentro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Rio de Janeiro, BrazilA. MoraesCentro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Rio de Janeiro, Brazil
ABI
Abstract
Abstract A search for dark matter in the form of strongly interacting massive particles (SIMPs) using the CMS detector at the LHC is presented. The SIMPs would be produced in pairs that manifest themselves as pairs of jets without tracks. The energy fraction of jets carried by charged particles is used as a key discriminator to suppress efficiently the large multijet background, and the remaining background is estimated directly from data. The search is performed using proton–proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 16.1 $$\,\text {fb}^{-1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:msup> <mml:mtext>fb</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , collected with the CMS detector in 2016. No significant excess of events is observed above the expected background. For the simplified dark matter model under consideration, SIMPs with masses up to 100 $$\,\text {GeV}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mtext>GeV</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> are excluded and further sensitivity is explored towards higher masses.
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