Search for dark matter produced in association with a Higgs boson at LHC

Abstract

ABSTRACT: A search for dark matter produced in association with a Higgs boson decaying into a pair WW in the dilepton channel is performed at this work. The analysis is based on proton-proton collisions data collected at a center of mass energy of s√ = 13 TeV and an integrated luminosity of 2.3 fb-1 during 2015 by the CMS detector at the LHC. Results are interpreted in the framework of the Type-2 two-Higgs-doublet model (2HDM) where a vector boson Z0 decays into a Higgs boson and a pseudoscalar A0 which then decays into a pair of dark matter particles. In order to pull apart the dark matter signal from Standard Model backgrounds with similar final state signatures, two different strategies have been followed: a sequential cut-based analysis and a multivariate analysis. For that, the power of signal-background discrimination of several kinematic distributions has been studied.

RESUMEN: En este trabajo se realiza una búsqueda de materia oscura producida en asociación con un bosón de Higgs desintegrándose en un par WW en el canal dileptónico. El análsis se basa en datos de colisiones proton-proton tomados a una energía centro de masas de s√ = 13 TeV y una luminosidad integrada de 2.3 fb-1 a lo largo de 2015 por el detector CMS en el LHC. Los resultados se interpretan en el marco del modelo Type-2 two-Higgs-doublet (2HDM) en el que un bosón vectorial Z0 se desintegra en un bosón de Higgs y un pseudoescalar A0, el cual se desintegra en un par de partículas de materia oscura. Con el fin de separar la señal de materia oscura de los fondos del Modelo Estándar con signaturas similares en el estado final, se han seguido dos estrategias diferentes: un análisis basado en cortes secuenciales y un análisis multivariante. Para ello, se ha estudiado el poder de discriminación señal-fondo de diversas distribuciones cinemáticas.