[en] The goal of physics is to produce models that match observations and allow us to make predictions. In order to improve the understanding on a particular natural phenomena, experimentation is required. The Large Hadron Collider (LHC), the most powerful particle accelerator in the world, was built with the intention of testing the predictions of different theories of particle physics. One of them being the existence of a particle compatible with the Higgs boson in the Standard Model. Its discovery, together with many other measurements, made the Standard Model one of the most consistent models with nature in particle physics. There are, however, some experimental observations that remain out of the explanatory power of the Standard Model. Such an example is the unexpectedly high velocity in galaxy rotation curves. One of the most extended explanations for these observations is the proposed existence of Dark Matter, a contribution of matter to the galaxies that interacts very weakly with ordinary matter. The work presented in this thesis relates to some of the latest attempts from the ATLAS detector at the LHC to produce and detect Dark Matter. Due to its low interaction rate, the search of Dark Matter at colliders is done indirectly via the observation of a large imbalance in momentum between the collided particles and the collision products. This approach is commonly referred to as a Mono-X search, since the missing energy needs to be accompanied by some object described in the Standard Model in order to be detected and can be referred to as X. At the LHC, many Mono-X type searches are conducted and in this thesis special regard is put into analysis of events with large missing transverse energy produced in association to a jet, a photon, and to a hadronically decaying vector boson. This thesis also presents a set of studies related to the measurement of luminosity of ATLAS using its hadronic calorimeter.

[es] El objetivo de la física es producir modelos que coincidan con las observaciones y nos permitan realizar predicciones. Para mejorar la comprensión de un determinado fenómeno natural, es necesario experimentar. El Large Hadron Collider (LHC), el más potente acelerador de partículas del mundo, se construyó con la intención de probar las predicciones de diferentes teorías de la física de partículas. Una de ellas es la existencia de una partícula compatible con el bosón de Higgs en el modelo estándar. Su descubrimiento, junto con otras muchas medidas, convirtieron el modelo estándar en uno de los modelos más coherentes con la naturaleza en la física de partículas. Sin embargo, hay algunas observaciones experimentales que permanecen fuera del poder explicativo del modelo estándar. Un ejemplo es la velocidad inesperadamente alta en las curvas de rotación de las galaxias. Una de las explicaciones más extendidas de estas observaciones es la propuesta de existencia de la materia oscura, una contribución de materia a las galaxias que interacciona muy débilmente con la materia ordinaria. El trabajo presentado en esta tesis presenta algunos de los últimos intentos del detector ATLAS del LHC de producir y detectar materia oscura. Debido a su baja tasa de interacción, la búsqueda de materia oscura en los colisionadores se realiza indirectamente mediante la observación de un gran desequilibrio en el momento entre las partículas colisionadas y los productos de colisión. Este tipo de búsqueda se conoce típicamente como búsqueda Mono-X, ya que la energía que falta debe ir acompañada de algún objeto descrito en el Modelo Estándar para poder ser detectado y se puede denominar X. En el LHC, hay han muchas búsquedas de este tipo y en esta tesis se pone especial consideración en el análisis de eventos con una gran energía transversal que falta producida en asociación a un jet, un fotón y un bosón vectorial que decae de forma hadrónica. Esta tesis también presenta un conjunto de estudios relacionados con la medida de la luminosidad de ATLAS mediante su calorímetro hadrónico.