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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Search for bottom-squark pair production with the ATLAS detector in final states containing Higgs bosons, $$b$$-jets and missing transverse momentum

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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The result of a search for the pair production of the lightest supersymmetric partner of the bottom quark ($$\tilde{b}_1$$) using 139 fb-1 of proton-proton data collected at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV by the ATLAS detector is reported. In the supersymmetric scenarios considered both of the bottom-squarks decay into a b-quark and the second-lightest neutralino, $$\tilde{b}_1→b+\tilde{χ}^0_2$$. Each $$\tilde{χ}^0_2$$ is assumed to subsequently decay with 100% branching ratio into a Higgs boson (h) like the one in the Standard Model and the lightest neutralino: $$\tilde{χ}^0_2→h+\tilde{χ}^0_1$$. The $$\tilde{χ}^0_1$$ is assumed to be the lightest supersymmetric particle (LSP) and is stable. Two signal mass configurations are targeted: the first has a constant LSP mass of 60 GeV; and the second has a constant mass difference between the $$\tilde{χ}^0_2$$ and $$\tilde{χ}^0_1$$ of 130 GeV. The final states considered contain no charged leptons, three or more b-jets, and large missing transverse momentum. No significant excess of events over the Standard Model background expectation is observed in any of the signal regions considered. Limits at the 95% confidence level are placed in the supersymmetric models considered, and bottom-squarks with mass up to 1.5 TeV are excluded.
Research Organization:
Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Univ. of Oregon, Eugene, OR (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-76SF00515; SC0007881; SC0017996; SC0020244
OSTI ID:
1582631
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1706106
OSTI ID: 1763049
OSTI ID: 1637926
OSTI ID: 1597117
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 12 Vol. 2019; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (60)

Searching for Directly Decaying Gluinos at the Tevatron text January 2008
Hadronic top-quark pair production with NNLL threshold resummation text January 2011
Merging Multi-leg NLO Matrix Elements with Parton Showers text January 2012
NNLO corrections to top pair production at hadron colliders: the quark-gluon reaction journal January 2013
Merging multi-leg NLO matrix elements with parton showers journal March 2013
QCD matrix elements + parton showers. The NLO case journal April 2013
NNLL resummation for stop pair-production at the LHC journal May 2016
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Supersymmetric top and bottom squark production at hadron colliders journal August 2010
NNLO corrections to top-pair production at hadron colliders: the all-fermionic scattering channels journal December 2012
NNLL-fast: predictions for coloured supersymmetric particle production at the LHC with threshold and Coulomb resummation journal December 2016
Is the neutrino a goldstone particle? journal September 1973
Super-symmetry and non-Abelian gauges journal August 1974
Supersymmetry and weak, electromagnetic and strong interactions journal September 1976
Spontaneously broken supersymmetric theories of weak, electromagnetic and strong interactions journal January 1977
Phenomenology of the production, decay, and detection of new hadronic states associated with supersymmetry journal July 1978
Low-energy predictions in supersymmetric grand unified theories journal October 1981
One-loop analysis of the electroweak breaking in supersymmetric models and the fine-tuning problem journal July 1993
Supergauge invariant extension of quantum electrodynamics journal August 1974
Supergauge transformations in four dimensions journal February 1974
Softly broken supersymmetry and SU(5) journal December 1981
Supersymmetric relics from the big bang journal June 1984
Upper bounds on supersymmetric particle masses journal August 1988
The EvtGen particle decay simulation package journal April 2001
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Squark and gluino production at hadron colliders journal May 1997
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Hadronic top-quark pair production with NNLL threshold resummation journal February 2012
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Searching for directly decaying gluinos at the Tevatron journal August 2008
Top-pair production at hadron colliders with next-to-next-to-leading logarithmic soft-gluon resummation journal April 2012
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
A positive-weight next-to-leading-order Monte Carlo for heavy flavour hadroproduction journal September 2007
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
A parton shower algorithm based on Catani-Seymour dipole factorisation journal March 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Comix, a new matrix element generator journal December 2008
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
Toward (finally!) ruling out Z and Higgs mediated dark matter models journal December 2016
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Precision SUSY measurements at CERN LHC journal May 1997
Simplified models for a first characterization of new physics at the LHC journal April 2009
Next-to-next-to-leading logarithm resummation for s -channel single top quark production journal March 2010
Two-loop soft anomalous dimensions for single top quark associated production with a W − or H − journal September 2010
Next-to-next-to-leading-order collinear and soft gluon corrections for t -channel single top quark production journal May 2011
Scattering Amplitudes with Open Loops journal March 2012
Percent-Level-Precision Physics at the Tevatron: Next-to-Next-to-Leading Order QCD Corrections to q q ¯ → t t ¯ + X journal September 2012
Total Top-Quark Pair-Production Cross Section at Hadron Colliders Through O ( α S 4 ) journal June 2013
Constraint on the Photino Mass from Cosmology journal May 1983
Herwig++ physics and manual journal November 2008
Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
HistFitter software framework for statistical data analysis journal April 2015
Herwig 7.0/Herwig++ 3.0 release note journal April 2016
Plotting the differences between data and expectation journal February 2012
ATLAS Run 1 searches for direct pair production of third-generation squarks at the Large Hadron Collider dataset September 2015