Search for dark matter in association with top quark pairs in the CMS experiment

Abstract

RESUMEN: Esta tesis consiste en una búsqueda de materia oscura producida en asociación con pares de quark top en colisiones protón-protón a energía de centro de masas de 13 TeV en el LHC. Los datos corresponden a 35.9 femtobarns inversos recogidos por el experimento CMS en 2016. Se busca un exceso de sucesos con alto momento transverso y un par de quarks top desintegrándose en el canal dileptónico. Los resultados son interpretados en el marco de un modelo simplificado de materia oscura. Asumiendo acoplamiento uno tanto a las partículas del Modelo Estándar como a la materia oscura, y masa de la materia oscura de 1 GeV, el límite esperado (observado) de exclusión al 95% de nivel de confianza para un mediador escalar es de 73 (84) GeV, mientras que ni se espera ni se observa exclusión a este nivel para los mediadores pseudoescalares.

ABSTRACT: This thesis deals with a search of dark matter produced in association with tt pairs in data from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV at the LHC. The data corresponds to 35.9 inverse femtobarns collected with the CMS detector in 2016. The analysis looks for an excess of events with large imbalance in transverse momentum and a top quark pair decaying in the dileptonic mode. The results are interpreted in the context of simplified models of dark matter production. Assuming unitary coupling values to standard model (SM) particles gq, and dark matter (DM) particles gc, and DM mass mc = 1 GeV, the observed (expected) 95% CL exclusions for a scalar mediator are mf < 73 (84) GeV, while no exclusion is expected or observed at 95% CL for the pseudoscalar mediators.