Search for dark matter in association with a Higgs boson decaying to $b$-quarks in $pp$ collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV with the ATLAS detector
M. Aaboud
,
Z. Barnovska-Blenessy
(1)
,
N. Berger
(1)
,
M. Delmastro
(1)
,
L. Di Ciaccio
(1)
,
S. Elles
(1)
,
K. Grevtsov
(1)
,
T. Guillemin
(1)
,
T. Hryn’ova
(1)
,
S. Jézéquel
(1)
,
I. Koletsou
(1)
,
R. Lafaye
(1)
,
Jérémy Lévêque
(1)
,
P. Mastrandea
(1)
,
G. Sauvage
(1)
,
E. Sauvan
(1)
,
O. Simard
(1)
,
B.H. Smart
(1)
,
T. Todorov
(1)
,
I. Wingerter-Seez
(1)
,
E. Yatsenko
(1)
,
S. Albrand
(2)
,
S. Berlendis
(2)
,
C. Camincher
(2)
,
J. Collot
(2)
,
S. Crépé-Renaudin
(2)
,
P.A. Delsart
(2)
,
C. Gabaldon
(2)
,
M.H. Genest
(2)
,
P.O.J. Gradin
(2)
,
J.Y. Hostachy
(2)
,
F. Ledroit-Guillon
(2)
,
A. Lleres
(2)
,
A. Lucotte
(2)
,
F. Malek
(2)
,
E. Petit
(2)
,
J. Stark
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B. Trocmé
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,
M. Wu
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,
G. Rahal
(3)
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D. Boumediene
(4)
,
E. Busato
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,
D. Calvet
(4)
,
S. Calvet
(4)
,
A.R. Chomont
(4)
,
J. Donini
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,
Ph. Gris
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R. Madar
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,
D. Pallin
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S.M. Romano Saez
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C. Santoni
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D. Simon
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F. Vazeille
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G. Aad
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M. Alstaty
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M. Barbero
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,
A. Calandri
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T.P. Calvet
(5)
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Y. Coadou
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C. Diaconu
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F. Djama
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V. Ellajosyula
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L. Feligioni
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A. Hadef
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G.D. Hallewell
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F. Hubaut
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S.J. Kahn
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E. B. F. G. Knoops
(5)
,
E. Le Guirriec
(5)
,
J. Liu
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K. Liu
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,
D. Madaffari
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E. Monnier
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S. Muanza
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E. Nagy
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P. Pralavorio
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Y. Rodina
(5)
,
A. Rozanov
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M. Talby
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,
T. Theveneaux-Pelzer
(5)
,
R.E. Ticse Torres
(5)
,
S. Tisserant
(5)
,
J. Toth
(5)
,
F. Touchard
(5)
,
L. Vacavant
(5)
,
Chen Wang
(5)
M. Aaboud
- Fonction : Auteur
N. Berger
- Fonction : Auteur
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T. Hryn’ova
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S. Jézéquel
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S. Crépé-Renaudin
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M.H. Genest
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F. Ledroit-Guillon
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F. Malek
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B. Trocmé
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D. Calvet
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G. Aad
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Y. Coadou
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Résumé
A search for dark matter pair production in association with a Higgs boson decaying to a pair of bottom quarks is presented, using 3.2 $fb^{-1}$ of $pp$ collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV collected by the ATLAS detector at the LHC. The decay of the Higgs boson is reconstructed as a high-momentum $b\bar{b}$ system with either a pair of small-radius jets, or a single large-radius jet with substructure. The observed data are found to be consistent with the expected backgrounds. Results are interpreted using a simplified model with a $Z'$ gauge boson mediating the interaction between dark matter and the Standard Model as well as a two-Higgs-doublet model containing an additional $Z'$ boson which decays to a Standard Model Higgs boson and a new pseudoscalar Higgs boson, the latter decaying into a pair of dark matter particles.