Search for resonant production of strongly coupled dark matter in proton-proton collisions at 13 TeV
Authors:   The CMS collaboration, Tumasyan A. , Adam W. , Andrejkovic J. W. , Bergauer T. , Chatterjee S. , Damanakis K. , Dragicevic M. , Escalante Del Valle A. , Frühwirth R. , Jeitler M. , Krammer N. , Lechner L. , Liko D. , Mikulec I. , Paulitsch P. , Pitters F. M. , Schieck J. , Schöfbeck R. , Schwarz D. , Templ S. , Waltenberger W. , Wulz C.-E. , Chekhovsky V. , Litomin A. , Makarenko V. , Darwish M. R. , De Wolf E. A. , Janssen T. , Kello T. , Lelek A. , Rejeb Sfar H. , Van Mechelen P. , Van Putte S. , Van Remortel N. , Bols E. S. , D’Hondt J. , De Moor A. , Delcourt M. , El Faham H. , Lowette S. , Moortgat S. , Morton A. , Müller D. , Sahasransu A. R. , Tavernier S. , Van Doninck W. , Vannerom D. , Beghin D. , Bilin B. , Clerbaux B. , De Lentdecker G. , Favart L. , Kalsi A. K. , Lee K. , Mahdavikhorrami M. , Makarenko I. , Moureaux L. , Paredes S. , Pétré L. , Popov A. , Postiau N. , Starling E. , Thomas L. , Vanden Bemden M. , Vander Velde C. , Vanlaer P. , Cornelis T. , Dobur D. , Knolle J. , Lambrecht L. , Mestdach G. , Niedziela M. , Rendón C. , Roskas C. , Samalan A. , Skovpen K. , Tytgat M. , Vermassen B. , Wezenbeek L. , Benecke A. , Bethani A. , Bruno G. , Bury F. , Caputo C. , David P. , Delaere C. , Donertas I. S. , Giammanco A. , Jaffel K. , Jain Sa. , Lemaitre V. , Mondal K. , Prisciandaro J. , Taliercio A. , Teklishyn M. , Tran T. T. , Vischia P. , Wertz S. , Alves G. A. , Hensel C. , Moraes A. , Rebello Teles P. , Aldá Júnior W. L. , Alves Gallo Pereira M. , Barroso Ferreira Filho M. , Brandao Malbouisson H. , Carvalho W. , Chinellato J. , Da Costa E. M. , Da Silveira G. G. , De Jesus Damiao D. , Dos Santos Sousa V. , Fonseca De Souza S. , Mora Herrera C. , Mota Amarilo K. , Mundim L. , Nogima H. , Santoro A. , Silva Do Amaral S. M. , Sznajder A. , Thiel M. , Torres Da Silva De Araujo F. , Vilela Pereira A. , Bernardes C. A. , Calligaris L. , Fernandez Perez Tomei T. R. , Gregores E. M. , Lemos D. S. , Mercadante P. G. , Novaes S. F. , Padula Sandra S. , Aleksandrov A. , Antchev G. , Hadjiiska R. , Iaydjiev P. , Misheva M. , Rodozov M. , Shopova M. , Sultanov G. , Dimitrov A. , Ivanov T. , Litov L. , Pavlov B. , Petkov P. , Petrov A. , Cheng T. , Javaid T. , Mittal M. , Yuan L. , Ahmad M. , Bauer G. , Dozen C. , Hu Z. , Martins J. , Wang Y. , Yi K. , Chapon E. , Chen G. M. , Chen H. S. , Chen M. , Iemmi F. , Kapoor A. , Leggat D. , Liao H. , Liu Z.-A. , Milosevic V. , Monti F. , Sharma R. , Tao J. , Thomas-Wilsker J. , Wang J. , Zhang H. , Zhao J. , Agapitos A. , An Y. , Ban Y. , Chen C. , Levin A. , Li Q. , Lyu X. , Mao Y. , Qian S. J. , Wang D. , Xiao J. , Yang H. , Lu M. , You Z. , Gao X. , Okawa H. , Zhang Y. , Lin Z. , Xiao M. , Avila C. , Cabrera A. , Florez C. , Fraga J. , Mejia Guisao J. , Ramirez F. , Ruiz Alvarez J. D. , Giljanovic D. , Godinovic N. , Lelas D. , Puljak I. , Antunovic Z. , Kovac M. , Sculac T. , Brigljevic V. , Ferencek D. , Majumder D. , Roguljic M. , Starodumov A. , Susa T. , Attikis A. , Christoforou K. , Kole G. , Kolosova M. , Konstantinou S. , Mousa J. , Nicolaou C. , Ptochos F. , Razis P. A. , Rykaczewski H. , Saka H. , Finger M. , Finger M. , Kveton A. , Ayala E. , Carrera Jarrin E. , Abdalla H. , Abdelalim A. A. , Mahmoud M. A. , Mohammed Y. , Bhowmik S. , Dewanjee R. K. , Ehataht K. , Kadastik M. , Nandan S. , Nielsen C. , Pata J. , Raidal M. , Tani L. , Veelken C. , Eerola P. , Kirschenmann H. , Osterberg K. , Voutilainen M. , Bharthuar S. , Brücken E. , Garcia F. , Havukainen J. , Kim M. S. , Kinnunen R. , Lampén T. , Lassila-Perini K. , Lehti S. , Lindén T. , Lotti M. , Martikainen L. , Myllymäki M. , Ott J. , Rantanen M. m. , Siikonen H. , Tuominen E. , Tuominiemi J. , Luukka P. , Petrow H. , Tuuva T. , Amendola C. , Besancon M. , Couderc F. , Dejardin M. , Denegri D. , Faure J. L. , Ferri F. , Ganjour S. , Gras P. , Hamel de Monchenault G. , Jarry P. , Lenzi B. , Malcles J. , Rander J. , Rosowsky A. , Sahin M. Ö. , Savoy-Navarro A. , Titov M. , Yu G. B. , Ahuja S. , Beaudette F. , Bonanomi M. , Buchot Perraguin A. , Busson P. , Cappati A. , Charlot C. , Davignon O. , Diab B. , Falmagne G. , Ghosh S. , Granier de Cassagnac R. , Hakimi A. , Kucher I. , Motta J. , Nguyen M. , Ochando C. , Paganini P. , Rembser J. , Salerno R. , Sarkar U. , Sauvan J. B. , Sirois Y. , Tarabini A. , Zabi A. , Zghiche A. , Agram J.-L. , Andrea J. , Apparu D. , Bloch D. , Bourgatte G. , Brom J.-M. , Chabert E. C. , Collard C. , Darej D. , Fontaine J.-C. , Goerlach U. , Grimault C. , Le Bihan A.-C. , Nibigira E. , Van Hove P. , Asilar E. , Beauceron S. , Bernet C. , Boudoul G. , Camen C. , Carle A. , Chanon N. , Contardo D. , Depasse P. , El Mamouni H. , Fay J. , Gascon S. , Gouzevitch M. , Ille B. , Laktineh I. B. , Lattaud H. , Lesauvage A. , Lethuillier M. , Mirabito L. , Perries S. , Shchablo K. , Sordini V. , Torterotot L. , Touquet G. , Vander Donckt M. , Viret S. , Bagaturia I. , Lomidze I. , Tsamalaidze Z. , Botta V. , Feld L. , Klein K. , Lipinski M. , Meuser D. , Pauls A. , Röwert N. , Schulz J. , Teroerde M. , Dodonova A. , Eliseev D. , Erdmann M. , Fackeldey P. , Fischer B. , Hebbeker T. , Hoepfner K. , Ivone F. , Mastrolorenzo L. , Merschmeyer M. , Meyer A. , Mocellin G. , Mondal S. , Mukherjee S. , Noll D. , Novak A. , Pozdnyakov A. , Rath Y. , Reithler H. , Schmidt A. , Schuler S. C. , Sharma A. , Vigilante L. , Wiedenbeck S. , Zaleski S. , Dziwok C. , Flügge G. , Haj Ahmad W. , Hlushchenko O. , Kress T. , Nowack A. , Pooth O. , Roy D. , Stahl A. , Ziemons T. , Zotz A. , Aarup Petersen H. , Aldaya Martin M. , Asmuss P. , Baxter S. , Bayatmakou M. , Behnke O. , Bermúdez Martínez A. , Bhattacharya S. , Bin Anuar A. A. , Blekman F. , Borras K. , Brunner D. , Campbell A. , Cardini A. , Cheng C. , Colombina F. , Consuegra Rodríguez S. , Correia Silva G. , De Silva M. , Didukh L. , Eckerlin G. , Eckstein D. , Estevez Banos L. I. , Filatov O. , Gallo E. , Geiser A. , Giraldi A. , Grohsjean A. , Guthoff M. , Jafari A. , Jomhari N. Z. , Jung H. , Kasem A. , Kasemann M. , Kaveh H. , Kleinwort C. , Kogler R. , Krücker D. , Lange W. , Lipka K. , Lohmann W. , Mankel R. , Melzer-Pellmann I.-A. , Mendizabal Morentin M. , Metwally J. , Meyer A. B. , Meyer M. , Mnich J. , Mussgiller A. , Nürnberg A. , Otarid Y. , Pérez Adán D. , Pitzl D. , Raspereza A. , Ribeiro Lopes B. , Rübenach J. , Saggio A. , Saibel A. , Savitskyi M. , Scham M. , Scheurer V. , Schnake S. , Schütze P. , Schwanenberger C. , Shchedrolosiev M. , Sosa Ricardo R. E. , Stafford D. , Tonon N. , Van De Klundert M. , Vazzoler F. , Walsh R. , Walter D. , Wang Q. , Wen Y. , Wichmann K. , Wiens L. , Wissing C. , Wuchterl S. , Aggleton R. , Albrecht S. , Bein S. , Benato L. , Connor P. , De Leo K. , Eich M. , El Morabit K. , Feindt F. , Fröhlich A. , Garbers C. , Garutti E. , Gunnellini P. , Hajheidari M. , Haller J. , Hinzmann A. , Kasieczka G. , Klanner R. , Kramer T. , Kutzner V. , Lange J. , Lange T. , Lobanov A. , Malara A. , Matthies C. , Mehta A. , Nigamova A. , Pena Rodriguez K. J. , Rieger M. , Rieger O. , Schleper P. , Schröder M. , Schwandt J. , Sonneveld J. , Stadie H. , Steinbrück G. , Tews A. , Zoi I. , Bechtel J. , Brommer S. , Burkart M. , Butz E. , Caspart R. , Chwalek T. , De Boer W. , Dierlamm A. , Droll A. , Faltermann N. , Giffels M. , Gosewisch J. O. , Gottmann A. , Hartmann F. , Heidecker C. , Husemann U. , Keicher P. , Koppenhöfer R. , Maier S. , Mitra S. , Müller Th. , Neukum M. , Quast G. , Rabbertz K. , Rauser J. , Savoiu D. , Schnepf M. , Seith D. , Shvetsov I. , Simonis H. J. , Ulrich R. , Van Der Linden J. , Von Cube R. F. , Wassmer M. , Weber M. , Wieland S. , Wolf R. , Wozniewski S. , Wunsch S. , Anagnostou G. , Daskalakis G. , Kyriakis A. , Loukas D. , Stakia A. , Diamantopoulou M. , Karasavvas D. , Kontaxakis P. , Koraka C. K. , Manousakis-Katsikakis A. , Panagiotou A. , Papavergou I. , Saoulidou N. , Theofilatos K. , Tziaferi E. , Vellidis K. , Vourliotis E. , Bakas G. , Kousouris K. , Papakrivopoulos I. , Tsipolitis G. , Zacharopoulou A. , Adamidis K. , Bestintzanos I. , Evangelou I. , Foudas C. , Gianneios P. , Katsoulis P. , Kokkas P. , Manthos N. , Papadopoulos I. , Strologas J. , Csanad M. , Farkas K. , Gadallah M. M. A. , Lökös S. , Major P. , Mandal K. , Pasztor G. , Rádl A. J. , Surányi O. , Veres G. I. , Bartók M. , Bencze G. , Hajdu C. , Horvath D. , Sikler F. , Veszpremi V. , Czellar S. , Fasanella D. , Fienga F. , Karancsi J. , Molnar J. , Szillasi Z. , Teyssier D. , Raics P. , Trocsanyi Z. L. , Ujvari B. , Csorgo T. , Nemes F. , Novak T. , Bahinipati S. , Kar C. , Mal P. , Mishra T. , Muraleedharan Nair Bindhu V. K. , Nayak A. , Saha P. , Sur N. , Swain S. K. , Vats D. , Bansal S. , Beri S. B. , Bhatnagar V. , Chaudhary G. , Chauhan S. , Dhingra N. , Gupta R. , Kaur A. , Kaur H. , Kaur M. , Kumari P. , Meena M. , Sandeep K. , Singh J. B. , Virdi A. K. , Ahmed A. , Bhardwaj A. , Choudhary B. C. , Gola M. , Keshri S. , Kumar A. , Naimuddin M. , Priyanka P. , Ranjan K. , Saumya S. , Shah A. , Bharti M. , Bhattacharya R. , Bhattacharya S. , Bhowmik D. , Dutta S. , Dutta S. , Gomber B. , Maity M. , Palit P. , Rout P. K. , Saha G. , Sahu B. , Sarkar S. , Sharan M. , Behera P. K. , Behera S. C. , Kalbhor P. , Komaragiri J. R. , Kumar D. , Muhammad A. , Panwar L. , Pradhan R. , Pujahari P. R. , Sharma A. , Sikdar A. K. , Tiwari P. C. , Naskar K. , Aziz T. , Dugad S. , Kumar M. , Banerjee S. , Chudasama R. , Guchait M. , Karmakar S. , Kumar S. , Majumder G. , Mazumdar K. , Mukherjee S. , Alpana A. , Dube S. , Kansal B. , Laha A. , Pandey S. , Rastogi A. , Sharma S. , Bakhshiansohi H. , Khazaie E. , Zeinali M. , Chenarani S. , Etesami S. M. , Khakzad M. , Mohammadi Najafabadi M. , Grunewald M. , Abbrescia  , Aly R. , Aruta C. , Colaleo A. , Creanza D. , Filippis De , De Palma M. , Di Florio A. , Di Pilato A. , Elmetenawee W. , Errico F. , Fiore L. , Iaselli G. , Ince M. , Lezki S. , Maggi G. , Maggi M. , Margjeka I. , Mastrapasqua V. , My S. , Nuzzo S. , Pellecchia A. , Pompili A. , Pugliese G. , Ramos D. , Ranieri A. , Selvaggi G. , Silvestris L. , Simone F. M. , Sözbilir Ü. , Venditti R. , Verwilligen P. , Abbiendi G. , Battilana C. , Bonacorsi D. , Borgonovi L. , Brigliadori L. , Campanini R. , Capiluppi P. , Castro A. , Cavallo F. R. , Ciocca C. , Cuffiani M. , Dallavalle G. M. , Diotalevi T. , Fabbri F. , Fanfani A. , Giacomelli P. , Giommi L. , Grandi C. , Guiducci L. , Lo Meo S. , Lunerti L. , Marcellini S. , Masetti G. , Navarria F. L. , Perrotta A. , Primavera F. , Rossi A. M. , Rovelli T. , Siroli G. P. , Albergo S. , Costa S. , Di Mattia A. , Potenza R. , Tricomi A. , Tuve C. , Barbagli G. , Cassese A. , Ceccarelli R. , Ciulli V. , Civinini C. , D’Alessandro R. , Focardi E. , Latino G. , Lenzi P. , Lizzo M. , Meschini M. , Paoletti S. , Seidita R. , Sguazzoni G. , Viliani L. , Benussi L. , Bianco S. , Piccolo D. , Bozzo M. , Ferro F. , Mulargia R. , Robutti E. , Tosi S. , Benaglia A. , Boldrini G. , Brivio F. , Cetorelli F. , De Guio F. , Dinardo M. E. , Dini P. , Gennai S. , Ghezzi A. , Govoni P. , Guzzi L. , Lucchini M. T. , Malberti M. , Malvezzi S. , Massironi A. , Menasce D. , Moroni L. , Paganoni M. , Pedrini D. , Pinolini B. S. , Ragazzi S. , Redaelli N. , Tabarelli de Fatis T. , Valsecchi D. , Zuolo D. , Buontempo S. , Carnevali F. , Cavallo N. , De Iorio A. , Fabozzi F. , Iorio A. O. M. , Lista L. , Meola S. , Paolucci P. , Rossi B. , Sciacca C. , Azzi P. , Bacchetta N. , Bisello D. , Bortignon P. , Bragagnolo A. , Carlin R. , Checchia P. , Dorigo T. , Dosselli U. , Gasparini F. , Gasparini U. , Grosso G. , Layer L. , Lusiani E. , Margoni M. , Marini F. , Meneguzzo A. T. , Pazzini J. , Ronchese P. , Rossin R. , Simonetto F. , Strong G. , Tosi M. , Yarar H. , Zanetti M. , Zotto P. , Zucchetta A. , Zumerle G. , Aimè C. , Braghieri A. , Calzaferri S. , Fiorina D. , Montagna P. , Ratti S. P. , Re V. , Riccardi C. , Salvini P. , Vai I. , Vitulo P. , Asenov P. , Bilei G. M. , Ciangottini D. , Fanò L. , Magherini M. , Mantovani G. , Mariani V. , Menichelli M. , Moscatelli F. , Piccinelli A. , Presilla M. , Rossi A. , Santocchia A. , Spiga D. , Tedeschi T. , Azzurri P. , Bagliesi G. , Bertacchi V. , Bianchini L. , Boccali T. , Bossini E. , Castaldi R. , Ciocci M. A. , D’Amante V. , Dell’Orso R. , Di Domenico M. R. , Donato S. , Giassi A. , Ligabue F. , Manca E. , Mandorli G. , Matos Figueiredo D. , Messineo A. , Musich M. , Palla F. , Parolia S. , Ramirez-Sanchez G. , Rizzi A. , Rolandi G. , Roy Chowdhury S. , Scribano A. , Shafiei N. , Spagnolo P. , Tenchini R. , Tonelli G. , Turini N. , Venturi A. , Verdini P. G. , Barria P. , Campana M. , Cavallari F. , Del Re D. , Di Marco E. , Diemoz M. , Longo E. , Meridiani P. , Organtini G. , Pandolfi F. , Paramatti R. , Quaranta C. , Rahatlou S. , Rovelli C. , Santanastasio F. , Soffi L. , Tramontano R. , Amapane N. , Arcidiacono R. , Argiro S. , Arneodo M. , Bartosik N. , Bellan R. , Bellora A. , Berenguer Antequera J. , Biino C. , Cartiglia N. , Costa M. , Covarelli R. , Demaria N. , Grippo M. , Kiani B. , Legger F. , Mariotti C. , Maselli S. , Mecca A. , Migliore E. , Monteil E. , Monteno M. , Obertino M. M. , Ortona G. , Pacher L. , Pastrone N. , Pelliccioni M. , Ruspa M. , Shchelina K. , Siviero F. , Sola V. , Solano A. , Soldi D. , Staiano A. , Tornago M. , Trocino D. , Umoret G. , Vagnerini A. , Belforte S. , Candelise V. , Casarsa M. , Cossutti F. , Da Rold A. , Della Ricca G. , Sorrentino G. , Dogra S. , Huh C. , Kim B. , Kim D. H. , Kim G. N. , Kim J. , Lee J. , Lee S. W. , Moon C. S. , Oh Y. D. , Pak S. I. , Sekmen S. , Yang Y. C. , Kim H. , Moon D. H. , Francois B. , Kim T. J. , Park J. , Cho S. , Choi S. , Hong B. , Lee K. , Lee K. S. , Lim J. , Park J. , Park S. K. , Yoo J. , Goh J. , Gurtu A. , Kim H. S. , Kim Y. , Almond J. , Bhyun J. H. , Choi J. , Jeon S. , Kim J. , Kim J. S. , Ko S. , Kwon H. , Lee H. , Lee S. , Oh B. H. , Oh M. , Oh S. B. , Seo H. , Yang U. K. , Yoon I. , Jang W. , Kang D. Y. , Kang Y. , Kim S. , Ko B. , Lee J. S. H. , Lee Y. , Merlin J. A. , Park I. C. , Roh Y. , Ryu M. S. , Song D. , Watson I. J. , Yang S. , Ha S. , Yoo H. D. , Choi M. , Lee H. , Lee Y. , Yu I. , Beyrouthy T. , Maghrbi Y. , Dreimanis K. , Veckalns V. , Ambrozas M. , Carvalho Antunes De Oliveira A. , Juodagalvis A. , Rinkevicius A. , Tamulaitis G. , Bin Norjoharuddeen N. , Zolkapli Z. , Benitez J. F. , Castaneda Hernandez A. , Encinas Acosta H. A. , Gallegos Maríñez L. G. , León Coello M. , Murillo Quijada J. A. , Sehrawat A. , Valencia Palomo L. , Ayala G. , Castilla-Valdez H. , De La Cruz-Burelo E. , Heredia-De La Cruz I. , Lopez-Fernandez R. , Mondragon Herrera C. A. , Perez Navarro D. A. , Reyes-Almanza R. , Sánchez Hernández A. , Carrillo Moreno S. , Oropeza Barrera C. , Vazquez Valencia F. , Pedraza I. , Salazar Ibarguen H. A. , Uribe Estrada C. , Mijuskovic J. , Raicevic N. , Krofcheck D. , Butler P. H. , Ahmad A. , Asghar M. I. , Awais A. , Awan M. I. M. , Gul M. , Hoorani H. R. , Khan W. A. , Shah M. A. , Shoaib M. , Waqas M. , Avati V. , Grzanka L. , Malawski M. , Bialkowska H. , Bluj M. , Boimska B. , Górski M. , Kazana M. , Szleper M. , Zalewski P. , Bunkowski K. , Doroba K. , Kalinowski A. , Konecki M. , Krolikowski J. , Araujo M. , Bargassa P. , Bastos D. , Boletti A. , Faccioli P. , Gallinaro M. , Hollar J. , Leonardo N. , Niknejad T. , Pisano M. , Seixas J. , Toldaiev O. , Varela J. , Afanasiev S. , Budkouski D. , Golutvin I. , Gorbunov I. , Karjavine V. , Korenkov V. , Lanev A. , Malakhov A. , Matveev V. , Palichik V. , Perelygin V. , Savina M. , Shalaev V. , Shmatov S. , Shulha S. , Smirnov V. , Teryaev O. , Voytishin N. , Yuldashev B. S. , Zarubin A. , Zhizhin I. , Gavrilov G. , Golovtcov V. , Ivanov Y. , Kim V. , Kuznetsova E. , Murzin V. , Oreshkin V. , Smirnov I. , Sosnov D. , Sulimov V. , Uvarov L. , Volkov S. , Vorobyev A. , Andreev Yu. , Dermenev A. , Gninenko S. , Golubev N. , Karneyeu A. , Kirpichnikov D. , Kirsanov M. , Krasnikov N. , Pashenkov A. , Pivovarov G. , Toropin A. , Epshteyn V. , Gavrilov V. , Lychkovskaya N. , Nikitenko A. , Popov V. , Stepennov A. , Toms M. , Vlasov E. , Zhokin A. , Aushev T. , Bychkova O. , Chadeeva M. , Oskin A. , Parygin P. , Popova E. , Rusinov V. , Andreev V. , Azarkin M. , Dremin I. , Kirakosyan M. , Terkulov A. , Belyaev A. , Boos E. , Bunichev V. , Dubinin M. , Dudko L. , Ershov A. , Gribushin A. , Klyukhin V. , Kodolova O. , Lokhtin I. , Obraztsov S. , Perfilov M. , Savrin V. , Blinov V. , Dimova T. , Kardapoltsev L. , Kozyrev A. , Ovtin I. , Radchenko O. , Skovpen Y. , Azhgirey I. , Bayshev I. , Elumakhov D. , Kachanov V. , Konstantinov D. , Mandrik P. , Petrov V. , Ryutin R. , Slabospitskii S. , Sobol A. , Troshin S. , Tyurin N. , Uzunian A. , Volkov A. , Babaev A. , Okhotnikov V. , Borshch V. , Ivanchenko V. , Tcherniaev E. , Adzic P. , Dordevic M. , Milenovic P. , Milosevic J. , Aguilar-Benitez M. , Alcaraz Maestre J. , Álvarez Fernández A. , Bachiller I. , Barrio Luna M. , Bedoya Cristina F. , Carrillo Montoya C. A. , Cepeda M. , Cerrada M. , Colino N. , De La Cruz B. , Delgado Peris A. , Fernández Ramos J. P. , Flix J. , Fouz M. C. , Gonzalez Lopez O. , Goy Lopez S. , Hernandez J. M. , Josa M. I. , León Holgado J. , Moran D. , Navarro Tobar Á. , Perez Dengra C. , Pérez-Calero Yzquierdo A. , Puerta Pelayo J. , Redondo I. , Romero L. , Sánchez Navas S. , Urda Gómez L. , Willmott C. , de Trocóniz J. F. , Alvarez Gonzalez B. , Cuevas J. , Erice C. , Fernandez Menendez J. , Folgueras S. , Gonzalez Caballero I. , González Fernández J. R. , Palencia Cortezon E. , Ramón Álvarez C. , Rodríguez Bouza V. , Soto Rodríguez A. , Trapote A. , Trevisani N. , Vico Villalba C. , Brochero Cifuentes J. A. , Cabrillo I. J. , Calderon A. , Duarte Campderros J. , Fernandez M. , Fernandez Madrazo C. , Fernández Manteca P. J. , García Alonso A. , Gomez G. , Martinez Rivero C. , Martinez Ruiz del Arbol P. , Matorras F. , Matorras Cuevas P. , Piedra Gomez J. , Prieels C. , Ruiz-Jimeno A. , Scodellaro L. , Vila I. , Vizan Garcia J. M. , Jayananda M. K. , Kailasapathy B. , Sonnadara D. U. J. , Wickramarathna D. D. C. , Dharmaratna W. G. D. , Liyanage K. , Perera N. , Wickramage N. , Aarrestad T. K. , Abbaneo D. , Alimena J. , Auffray E. , Auzinger G. , Baechler J. , Baillon P. , Barney D. , Bendavid J. , Bianco M. , Bocci A. , Caillol C. , Camporesi T. , Capeans Garrido M. , Cerminara G. , Chernyavskaya N. , Chhibra S. S. , Choudhury S. , Cipriani M. , Cristella L. , d’Enterria D. , Dabrowski A. , David A. , De Roeck A. , Defranchis M. M. , Deile M. , Dobson M. , Dünser M. , Dupont N. , Elliott-Peisert A. , Fallavollita F. , Florent A. , Forthomme L. , Franzoni G. , Funk W. , Ghosh S. , Giani S. , Gigi D. , Gill K. , Glege F. , Gouskos L. , Govorkova E. , Haranko M. , Hegeman J. , Innocente V. , James T. , Janot P. , Kaspar J. , Kieseler J. , Komm M. , Kratochwil N. , Lange C. , Laurila S. , Lecoq P. , Lintuluoto A. , Long K. , Lourenço C. , Maier B. , Malgeri L. , Mallios S. , Mannelli M. , Marini A. C. , Meijers F. , Mersi S. , Meschi E. , Moortgat F. , Mulders M. , Orfanelli S. , Orsini L. , Pantaleo F. , Perez E. , Peruzzi M. , Petrilli A. , Petrucciani G. , Pfeiffer A. , Pierini M. , Piparo D. , Pitt M. , Qu H. , Quast T. , Rabady D. , Racz A. , Reales Gutiérrez G. , Rovere M. , Sakulin H. , Salfeld-Nebgen J. , Scarfi S. , Schwick C. , Selvaggi M. , Sharma A. , Silva P. , Snoeys W. , Sphicas P. , Summers S. , Tatar K. , Tavolaro V. R. , Treille D. , Tropea P. , Tsirou A. , Wanczyk J. , Wozniak K. A. , Zeuner W. D. , Caminada L. , Ebrahimi A. , Erdmann W. , Horisberger R. , Ingram Q. , Kaestli H. C. , Kotlinski D. , Langenegger U. , Missiroli M. , Noehte L. , Rohe T. , Androsov K. , Backhaus M. , Berger P. , Calandri A. , De Cosa A. , Dissertori G. , Dittmar M. , Donegà M. , Dorfer C. , Eble F. , Gedia K. , Glessgen F. , Gómez Espinosa T. A. , Grab C. , Hits D. , Lustermann W. , Lyon A.-M. , Manzoni R. A. , Marchese L. , Martin Perez C. , Meinhard M. T. , Nessi-Tedaldi F. , Niedziela J. , Pauss F. , Perovic V. , Pigazzini S. , Ratti M. G. , Reichmann M. , Reissel C. , Reitenspiess T. , Ristic B. , Ruini D. , Sanz Becerra D. A. , Stampf V. , Steggemann J. , Wallny R. , Amsler C. , Bärtschi P. , Botta C. , Brzhechko D. , Canelli M. F. , Cormier K. , De Wit A. , Del Burgo R. , Heikkilä J. K. , Huwiler M. , Jin W. , Jofrehei A. , Kilminster B. , Leontsinis S. , Liechti S. P. , Macchiolo A. , Meiring P. , Mikuni V. M. , Molinatti U. , Neutelings I. , Rauco G. , Reimers A. , Robmann P. , Sanchez Cruz S. , Schweiger K. , Senger M. , Takahashi Y. , Adloff C. , Kuo C. M. , Lin W. , Roy A. , Sarkar T. , Yu S. S. , Ceard L. , Chao Y. , Chen K. F. , Chen P. H. , Chen P. s. , Cheng H. , Hou W.-S. , Li Y. y. , Lu R.-S. , Paganis E. , Psallidas A. , Steen A. , Wu H. y. , Yazgan E. , Yu P. r. , Asavapibhop B. , Asawatangtrakuldee C. , Srimanobhas N. , Boran F. , Damarseckin S. , Demiroglu Z. S. , Dolek F. , Dumanoglu I. , Eskut E. , Guler Y. , Gurpinar Guler E. , Isik C. , Kara O. , Kayis Topaksu A. , Kiminsu U. , Onengut G. , Ozdemir K. , Polatoz A. , Simsek A. E. , Tali B. , Tok U. G. , Turkcapar S. , Zorbakir I. S. , Karapinar G. , Ocalan K. , Yalvac M. , Akgun B. , Atakisi I. O. , Gulmez E. , Kaya M. , Kaya O. , Özçelik Ö. , Tekten S. , Yetkin E. A. , Cakir A. , Cankocak K. , Komurcu Y. , Sen S. , Cerci S. , Hos I. , Isildak B. , Kaynak B. , Ozkorucuklu S. , Sert H. , Simsek C. , Sunar Cerci D. , Zorbilmez C. , Grynyov B. , Levchuk L. , Anthony D. , Bhal E. , Bologna S. , Brooke J. J. , Bundock A. , Clement E. , Cussans D. , Flacher H. , Glowacki M. , Goldstein J. , Heath G. P. , Heath H. F. , Kreczko L. , Krikler B. , Paramesvaran S. , Seif El Nasr-Storey S. , Smith V. J. , Stylianou N. , Walkingshaw Pass K. , White R. , Bell K. W. , Belyaev A. , Brew C. , Brown R. M. , Cockerill D. J. A. , Cooke C. , Ellis K. V. , Harder K. , Harper S. , Holmberg M.-L. , Linacre J. , Manolopoulos K. , Newbold D. M. , Olaiya E. , Petyt D. , Reis T. , Schuh T. , Shepherd-Themistocleous C. H. , Tomalin I. R. , Williams T. , Bainbridge R. , Bloch P. , Bonomally S. , Borg J. , Breeze S. , Buchmuller O. , Cepaitis V. , Chahal G. S. , Colling D. , Dauncey P. , Davies G. , Della Negra M. , Fayer S. , Fedi G. , Hall G. , Hassanshahi M. H. , Iles G. , Langford J. , Lyons L. , Magnan A.-M. , Malik S. , Martelli A. , Monk D. G. , Nash J. , Pesaresi M. , Radburn-Smith B. C. , Raymond D. M. , Richards A. , Rose A. , Scott E. , Seez C. , Shtipliyski A. , Tapper A. , Uchida K. , Virdee T. , Vojinovic M. , Wardle N. , Webb S. N. , Winterbottom D. , Coldham K. , Cole J. E. , Khan A. , Kyberd P. , Reid I. D. , Teodorescu L. , Zahid S. , Abdullin S. , Brinkerhoff A. , Caraway B. , Dittmann J. , Hatakeyama K. , Kanuganti A. R. , McMaster B. , Saunders M. , Sawant S. , Sutantawibul C. , Wilson J. , Bartek R. , Dominguez A. , Uniyal R. , Vargas Hernandez A. M. , Buccilli A. , Cooper S. I. , Di Croce D. , Gleyzer S. V. , Henderson C. , Perez C. U. , Rumerio P. , West C. , Akpinar A. , Albert A. , Arcaro D. , Cosby C. , Demiragli Z. , Fontanesi E. , Gastler D. , May S. , Rohlf J. , Salyer K. , Sperka D. , Spitzbart D. , Suarez I. , Tsatsos A. , Yuan S. , Zou D. , Benelli G. , Burkle B. , Coubez X. , Cutts D. , Hadley M. , Heintz U. , Hogan J. M. , Kwon T. , Landsberg G. , Lau K. T. , Li D. , Lukasik M. , Luo J. , Narain M. , Pervan N. , Sagir S. , Simpson F. , Usai E. , Wong W. Y. , Yan X. , Yu D. , Zhang W. , Bonilla J. , Brainerd C. , Breedon R. , Calderon De La Barca Sanchez M. , Chertok M. , Conway J. , Cox P. T. , Erbacher R. , Haza G. , Jensen F. , Kukral O. , Lander R. , Mulhearn M. , Pellett D. , Regnery B. , Taylor D. , Yao Y. , Zhang F. , Bachtis M. , Cousins R. , Datta A. , Hamilton D. , Hauser J. , Ignatenko M. , Iqbal M. A. , Lam T. , Nash W. A. , Regnard S. , Saltzberg D. , Stone B. , Valuev V. , Chen Y. , Clare R. , Gary J. W. , Gordon M. , Hanson G. , Karapostoli G. , Long O. R. , Manganelli N. , Si W. , Wimpenny S. , Zhang Y. , Branson J. G. , Chang P. , Cittolin S. , Cooperstein S. , Diaz D. , Duarte J. , Gerosa R. , Giannini L. , Guiang J. , Kansal R. , Krutelyov V. , Lee R. , Letts J. , Masciovecchio M. , Mokhtar F. , Pieri M. , Sathia Narayanan B. V. , Sharma V. , Tadel M. , Würthwein F. , Xiang Y. , Yagil A. , Amin N. , Campagnari C. , Citron M. , Collura G. , Dorsett A. , Dutta V. , Incandela J. , Kilpatrick M. , Kim J. , Marsh B. , Mei H. , Oshiro M. , Quinnan M. , Richman J. , Sarica U. , Setti F. , Sheplock J. , Siddireddy P. , Stuart D. , Wang S. , Bornheim A. , Cerri O. , Dutta I. , Lawhorn J. M. , Lu N. , Mao J. , Newman H. B. , Nguyen T. Q. , Spiropulu M. , Vlimant J. R. , Wang C. , Xie S. , Zhang Z. , Zhu R. Y. , Alison J. , An S. , Andrews M. B. , Bryant P. , Ferguson T. , Harilal A. , Liu C. , Mudholkar T. , Paulini M. , Sanchez A. , Terrill W. , Cumalat J. P. , Ford W. T. , Hassani A. , Karathanasis G. , MacDonald E. , Patel R. , Perloff A. , Savard C. , Schonbeck N. , Stenson K. , Ulmer K. A. , Wagner S. R. , Zipper N. , Alexander J. , Bright-Thonney S. , Chen X. , Cheng Y. , Cranshaw D. J. , Hogan S. , Monroy J. , Patterson J. R. , Quach D. , Reichert J. , Reid M. , Ryd A. , Sun W. , Thom J. , Wittich P. , Zou R. , Albrow M. , Alyari M. , Apollinari G. , Apresyan A. , Apyan A. , Bauerdick L. A. T. , Berry D. , Berryhill J. , Bhat P. C. , Burkett K. , Butler J. N. , Canepa A. , Cerati G. B. , Cheung H. W. K. , Chlebana F. , Di Petrillo K. F. , Dickinson J. , Elvira V. D. , Feng Y. , Freeman J. , Gecse Z. , Gray L. , Green D. , Grünendahl S. , Gutsche O. , Harris R. M. , Heller R. , Herwig T. C. , Hirschauer J. , Jayatilaka B. , Jindariani S. , Johnson M. , Joshi U. , Klijnsma T. , Klima B. , Kwok K. H. M. , Lammel S. , Lincoln D. , Lipton R. , Liu T. , Madrid C. , Maeshima K. , Mantilla C. , Mason D. , McBride P. , Merkel P. , Mrenna S. , Nahn S. , Ngadiuba J. , Papadimitriou V. , Pastika N. , Pedro K. , Pena C. , Ravera F. , Reinsvold Hall A. , Ristori L. , Sexton-Kennedy E. , Smith N. , Soha A. , Spiegel L. , Stoynev S. , Strait J. , Taylor L. , Tkaczyk S. , Tran N. V. , Uplegger L. , Vaandering E. W. , Weber H. A. , Avery P. , Bourilkov D. , Cadamuro L. , Cherepanov V. , Field R. D. , Guerrero D. , Kim M. , Koenig E. , Konigsberg J. , Korytov A. , Lo K. H. , Matchev K. , Menendez N. , Mitselmakher G. , Muthirakalayil Madhu A. , Rawal N. , Rosenzweig D. , Rosenzweig S. , Shi K. , Wang J. , Wu Z. , Yigitbasi E. , Zuo X. , Adams T. , Askew A. , Habibullah R. , Hagopian V. , Johnson K. F. , Khurana R. , Kolberg T. , Martinez G. , Prosper H. , Schiber C. , Viazlo O. , Yohay R. , Zhang J. , Baarmand M. M. , Butalla S. , Elkafrawy T. , Hohlmann M. , Kumar Verma R. , Noonan D. , Rahmani M. , Yumiceva F. , Adams M. R. , Becerril Gonzalez H. , Cavanaugh R. , Dittmer S. , Evdokimov O. , Gerber C. E. , Hofman D. J. , Merrit A. H. , Mills C. , Oh G. , Roy T. , Rudrabhatla S. , Tonjes M. B. , Varelas N. , Viinikainen J. , Wang X. , Ye Z. , Alhusseini M. , Dilsiz K. , Emediato L. , Gandrajula R. P. , Köseyan O. K. , Merlo J.-P. , Mestvirishvili A. , Nachtman J. , Ogul H. , Onel Y. , Penzo A. , Snyder C. , Tiras E. , Amram O. , Blumenfeld B. , Corcodilos L. , Davis J. , Gritsan A. V. , Kyriacou S. , Maksimovic P. , Roskes J. , Swartz M. , Vámi T. Á. , Abreu A. , Anguiano J. , Baldenegro Barrera C. , Baringer P. , Bean A. , Flowers Z. , Isidori T. , Khalil S. , King J. , Krintiras G. , Kropivnitskaya A. , Lazarovits M. , Le Mahieu C. , Lindsey C. , Marquez J. , Minafra N. , Murray M. , Nickel M. , Rogan C. , Royon C. , Salvatico R. , Sanders S. , Schmitz E. , Smith C. , Wang Q. , Warner Z. , Williams J. , Wilson G. , Duric S. , Ivanov A. , Kaadze K. , Kim D. , Maravin Y. , Mitchell T. , Modak A. , Nam K. , Rebassoo F. , Wright D. , Adams E. , Baden A. , Baron O. , Belloni A. , Eno S. C. , Hadley N. J. , Jabeen S. , Kellogg R. G. , Koeth T. , Lai Y. , Lascio S. , Mignerey A. C. , Nabili S. , Palmer C. , Seidel M. , Skuja A. , Wang L. , Wong K. , Abercrombie D. , Andreassi G. , Bi R. , Busza W. , Cali I. A. , Chen Y. , D’Alfonso M. , Eysermans J. , Freer C. , Gomez Ceballos G. , Goncharov M. , Harris P. , Hu M. , Klute M. , Kovalskyi D. , Krupa J. , Lee Y.-J. , Mironov C. , Paus C. , Rankin D. , Roland C. , Roland G. , Shi Z. , Stephans G. S. F. , Wang J. , Wang Z. , Wyslouch B. , Chatterjee R. M. , Evans A. , Hiltbrand J. , Jain Sh. , Joshi B. M. , Krohn M. , Kubota Y. , Mans J. , Revering M. , Rusack R. , Saradhy R. , Schroeder N. , Strobbe N. , Wadud M. A. , Bloom K. , Bryson M. , Chauhan S. , Claes D. R. , Fangmeier C. , Finco L. , Golf F. , Joo C. , Kravchenko I. , Reed I. , Siado J. E. , Snow G. R. , Tabb W. , Wightman A. , Yan F. , Zecchinelli A. G. , Agarwal G. , Bandyopadhyay H. , Hay L. , Iashvili I. , Kharchilava A. , McLean C. , Nguyen D. , Pekkanen J. , Rappoccio S. , Williams A. , Alverson G. , Barberis E. , Haddad Y. , Han Y. , Hortiangtham A. , Krishna A. , Li J. , Lidrych J. , Madigan G. , Marzocchi B. , Morse D. M. , Nguyen V. , Orimoto T. , Parker A. , Skinnari L. , Tishelman-Charny A. , Wamorkar T. , Wang B. , Wisecarver A. , Wood D. , Bhattacharya S. , Bueghly J. , Chen Z. , Gilbert A. , Gunter T. , Hahn K. A. , Liu Y. , Odell N. , Schmitt M. H. , Velasco M. , Band R. , Bucci R. , Cremonesi M. , Das A. , Dev N. , Goldouzian R. , Hildreth M. , Hurtado Anampa K. , Jessop C. , Lannon K. , Lawrence J. , Loukas N. , Lutton D. , Mariano J. , Marinelli N. , Mcalister I. , McCauley T. , Mcgrady C. , Mohrman K. , Moore C. , Musienko Y. , Ruchti R. , Townsend A. , Wayne M. , Zarucki M. , Zygala L. , Bylsma B. , Durkin L. S. , Francis B. , Hill C. , Nunez Ornelas M. , Wei K. , Winer B. L. , Yates B. R. , Addesa F. M. , Bonham B. , Das P. , Dezoort G. , Elmer P. , Frankenthal A. , Greenberg B. , Haubrich N. , Higginbotham S. , Kalogeropoulos A. , Kopp G. , Kwan S. , Lange D. , Marlow D. , Mei K. , Ojalvo I. , Olsen J. , Stickland D. , Tully C. , Malik S. , Norberg S. , Bakshi A. S. , Barnes V. E. , Chawla R. , Das S. , Gutay L. , Jones M. , Jung A. W. , Kondratyev D. , Koshy A. M. , Liu M. , Negro G. , Neumeister N. , Paspalaki G. , Piperov S. , Purohit A. , Schulte J. F. , Stojanovic M. , Thieman J. , Wang F. , Xiao R. , Xie W. , Dolen J. , Parashar N. , Acosta D. , Baty A. , Carnahan T. , Decaro M. , Dildick S. , Ecklund K. M. , Freed S. , Gardner P. , Geurts F. J. M. , Kumar A. , Li W. , Padley B. P. , Redjimi R. , Rotter J. , Shi W. , Stahl Leiton A. G. , Yang S. , Zhang L. , Zhang Y. , Bodek A. , de Barbaro P. , Demina R. , Dulemba J. L. , Fallon C. , Ferbel T. , Galanti M. , Garcia-Bellido A. , Hindrichs O. , Khukhunaishvili A. , Ranken E. , Tan C. L. , Taus R. , Van Onsem G. P. , Goulianos K. , Chiarito B. , Chou J. P. , Gandrakota A. , Gershtein Y. , Halkiadakis E. , Hart A. , Heindl M. , Karacheban O. , Laflotte I. , Lath A. , Montalvo R. , Nash K. , Osherson M. , Salur S. , Schnetzer S. , Somalwar S. , Stone R. , Thayil S. A. , Thomas S. , Wang H. , Acharya H. , Delannoy A. G. , Fiorendi S. , Spanier S. , Bouhali O. , Dalchenko M. , Delgado A. , Eusebi R. , Gilmore J. , Huang T. , Kamon T. , Kim H. , Luo S. , Malhotra S. , Mueller R. , Overton D. , Rathjens D. , Safonov A. , Akchurin N. , Damgov J. , Hegde V. , Lamichhane K. , Lee S. W. , Mengke T. , Muthumuni S. , Peltola T. , Volobouev I. , Wang Z. , Whitbeck A. , Appelt E. , Greene S. , Gurrola A. , Johns W. , Melo A. , Padeken K. , Romeo F. , Sheldon P. , Tuo S. , Velkovska J. , Arenton M. W. , Cardwell B. , Cox B. , Cummings G. , Hakala J. , Hirosky R. , Joyce M. , Ledovskoy A. , Li A. , Neu C. , Perez Lara C. E. , Tannenwald B. , White S. , Poudyal N. , Banerjee S. , Black K. , Bose T. , Dasu S. , De Bruyn I. , Everaerts P. , Galloni C. , He H. , Herndon M. , Herve A. , Hussain U. , Lanaro A. , Loeliger A. , Loveless R. , Madhusudanan Sreekala J. , Mallampalli A. , Mohammadi A. , Pinna D. , Savin A. , Shang V. , Sharma V. , Smith W. H. , Teague D. , Trembath-Reichert S. , Vetens W. 
Published: July 2022

Abstract

The first collider search for dark matter arising from a strongly coupled hidden sector is presented and uses a data sample corresponding to 138 fb−1, collected with the CMS detector at the CERN LHC, at $$ \sqrt{s} $$

s

= 13 TeV. The hidden sector is hypothesized to couple to the standard model (SM) via a heavy leptophobic Z′ mediator produced as a resonance in proton-proton collisions. The mediator decay results in two “semivisible” jets, containing both visible matter and invisible dark matter. The final state therefore includes moderate missing energy aligned with one of the jets, a signature ignored by most dark matter searches. No structure in the dijet transverse mass spectra compatible with the signal is observed. Assuming the Z′ boson has a universal coupling of 0.25 to the SM quarks, an inclusive search, relevant to any model that exhibits this kinematic behavior, excludes mediator masses of 1.5–4.0 TeV at 95% confidence level, depending on the other signal model parameters. To enhance the sensitivity of the search for this particular class of hidden sector models, a boosted decision tree (BDT) is trained using jet substructure variables to distinguish between semivisible jets and SM jets from background processes. When the BDT is employed to identify each jet in the dijet system as semivisible, the mediator mass exclusion increases to 5.1 TeV, for wider ranges of the other signal model parameters. These limits exclude a wide range of strongly coupled hidden sector models for the first time.