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  • NSF Public Access
  • Search Results
  • A search for top-squark pair production, in final states containing a top quark, a charm quark and missing transverse momentum, using the 139 fb−1 of pp collision data collected by the ATLAS detector
Title: A search for top-squark pair production, in final states containing a top quark, a charm quark and missing transverse momentum, using the 139 fb−1 of pp collision data collected by the ATLAS detector
A<sc>bstract</sc> This paper presents a search for top-squark pair production in final states with a top quark, a charm quark and missing transverse momentum. The data were collected with the ATLAS detector during LHC Run 2 and correspond to an integrated luminosity of 139 fb−1of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV. The analysis is motivated by an extended Minimal Supersymmetric Standard Model featuring a non-minimal flavour violation in the second- and third-generation squark sector. The top squark in this model has two possible decay modes, either$$ {\tilde{t}}_1\to c{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ t ~ 1 → c χ ~ 1 0 or$$ {\tilde{t}}_1\to t{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ t ~ 1 → t χ ~ 1 0 , where the$$ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ χ ~ 1 0 is undetected. The analysis is optimised assuming that both of the decay modes are equally probable, leading to the most likely final state of$$ tc+{E}_T^{\textrm{miss}} $$ tc + E T miss . Good agreement is found between the Standard Model expectation and the data in the search regions. Exclusion limits at 95% CL are obtained in the$$ m\left({\tilde{t}}_1\right) $$ m t ~ 1 vs.$$ m\left({\overset{\sim }{\chi}}_1^0\right) $$ m χ ~ 1 0 plane and, in addition, limits on the branching ratio of the$$ {\tilde{t}}_1\to t{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ t ~ 1 → t χ ~ 1 0 decay as a function ofm($$ {\tilde{t}}_1 $$ t ~ 1 ) are also produced. Top-squark masses of up to 800 GeV are excluded for scenarios with light neutralinos, and top-squark masses up to 600 GeV are excluded in scenarios where the neutralino and the top squark are almost mass degenerate.  more » « less
Award ID(s):
2111244
PAR ID:
10609047
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Springer
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
7
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract A search for supersymmetry involving the pair production of gluinos decaying via off-shell third-generation squarks into the lightest neutralino$$(\tilde{\chi }^0_1)$$ ( χ ~ 1 0 ) is reported. It exploits LHC proton–proton collision data at a centre-of-mass energy$$\sqrt{s} = 13$$ s = 13 TeV with an integrated luminosity of 139 fb$$^{-1}$$ - 1 collected with the ATLAS detector from 2015 to 2018. The search uses events containing large missing transverse momentum, up to one electron or muon, and several energetic jets, at least three of which must be identified as containingb-hadrons. Both a simple kinematic event selection and an event selection based upon a deep neural-network are used. No significant excess above the predicted background is found. In simplified models involving the pair production of gluinos that decay via off-shell top (bottom) squarks, gluino masses less than 2.44 TeV (2.35 TeV) are excluded at 95% CL for a massless$$\tilde{\chi }^0_1.$$ χ ~ 1 0 . Limits are also set on the gluino mass in models with variable branching ratios for gluino decays to$$b\bar{b}\tilde{\chi }^0_1,$$ b b ¯ χ ~ 1 0 , $$t\bar{t}\tilde{\chi }^0_1$$ t t ¯ χ ~ 1 0 and$$t\bar{b}\tilde{\chi }^-_1/\bar{t}b\tilde{\chi }^+_1.$$ t b ¯ χ ~ 1 - / t ¯ b χ ~ 1 + .  
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The paper presents a search for supersymmetric particles produced in proton-proton collisions at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV and decaying into final states with missing transverse momentum and jets originating from charm quarks. The data were taken with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider at CERN from 2015 to 2018 and correspond to an integrated luminosity of 139 fb−1. No significant excess of events over the expected Standard Model background expectation is observed in optimized signal regions, and limits are set on the production cross-sections of the supersymmetric particles. Pair production of charm squarks or top squarks, each decaying into a charm quark and the lightest supersymmetric particle$$ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ χ ~ 1 0 , is excluded at 95% confidence level for squarks with masses up to 900 GeV for scenarios where the mass of$$ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$ χ ~ 1 0 is below 50 GeV. Additionally, the production of leptoquarks with masses up to 900 GeV is excluded for the scenario where up-type leptoquarks decay into a charm quark and a neutrino. Model-independent limits on cross-sections and event yields for processes beyond the Standard Model are also reported. 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> A search for long-lived particles decaying into hadrons is presented. The analysis uses 139 fb−1ofppcollision data collected at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV by the ATLAS detector at the LHC using events that contain multiple energetic jets and a displaced vertex. The search employs dedicated reconstruction techniques that significantly increase the sensitivity to long-lived particles decaying in the ATLAS inner detector. Background estimates for Standard Model processes and instrumental effects are extracted from data. The observed event yields are compatible with those expected from background processes. The results are used to set limits at 95% confidence level on model-independent cross sections for processes beyond the Standard Model, and on scenarios with pair-production of supersymmetric particles with long-lived electroweakinos that decay via a smallR-parity-violating coupling. The pair-production of electroweakinos with masses below 1.5 TeV is excluded for mean proper lifetimes in the range from 0.03 ns to 1 ns. When produced in the decay of$$ m\left(\overset{\sim }{g}\right) $$ m g ~ = 2.4 TeV gluinos, electroweakinos with$$ m\left({\overset{\sim }{\chi}}_1^0\right) $$ m χ ~ 1 0 = 1.5 TeV are excluded with lifetimes in the range of 0.02 ns to 4 ns. 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    Abstract We present measurements of the branching fractions of eight$$ {\overline{B}}^0 $$ B ¯ 0 →D(*)+K−$$ {K}_{(S)}^{\left(\ast \right)0} $$ K S ∗ 0 ,B−→D(*)0K−$$ {K}_{(S)}^{\left(\ast \right)0} $$ K S ∗ 0 decay channels. The results are based on data from SuperKEKB electron-positron collisions at the Υ(4S) resonance collected with the Belle II detector, corresponding to an integrated luminosity of 362 fb−1. The event yields are extracted from fits to the distributions of the difference between expected and observedBmeson energy, and are efficiency-corrected as a function ofm(K−$$ {K}_{(S)}^{\left(\ast \right)0} $$ K S ∗ 0 ) andm(D(*)$$ {K}_{(S)}^{\left(\ast \right)0} $$ K S ∗ 0 ) in order to avoid dependence on the decay model. These results include the first observation of$$ {\overline{B}}^0 $$ B ¯ 0 →D+K−$$ {K}_S^0 $$ K S 0 ,B−→D*0K−$$ {K}_S^0 $$ K S 0 , and$$ {\overline{B}}^0 $$ B ¯ 0 →D*+K−$$ {K}_S^0 $$ K S 0 decays and a significant improvement in the precision of the other channels compared to previous measurements. The helicity-angle distributions and the invariant mass distributions of theK−$$ {K}_{(S)}^{\left(\ast \right)0} $$ K S ∗ 0 systems are compatible with quasi-two-body decays via a resonant transition with spin-parityJP= 1−for theK−$$ {K}_S^0 $$ K S 0 systems andJP= 1+for theK−K*0systems. We also present measurements of the branching fractions of four$$ {\overline{B}}^0 $$ B ¯ 0 →D(*)+$$ {D}_s^{-} $$ D s − ,B−→D(*)0$$ {D}_s^{-} $$ D s − decay channels with a precision compatible to the current world averages. 
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  5. ; (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> We develop Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) predictions ofσ($$ \mathcal{GG} $$ GG →h), Γ(h→$$ \mathcal{GG} $$ GG ), Γ(h→$$ \mathcal{AA} $$ AA ) to incorporate full two loop Standard Model results at the amplitude level, in conjunction with dimension eight SMEFT corrections. We simultaneously report consistent Γ(h→$$ \overline{\Psi}\Psi $$ Ψ ¯ Ψ ) results including leading QCD corrections and dimension eight SMEFT corrections. This extends the predictions of the former processes Γ, σto a full set of corrections at$$ \mathcal{O}\left({\overline{v}}_T^2/{\varLambda}^2{\left(16{\pi}^2\right)}^2\right) $$ O v ¯ T 2 / Λ 2 16 π 2 2 and$$ \mathcal{O}\left({\overline{v}}_T^4/{\Lambda}^4\right) $$ O v ¯ T 4 / Λ 4 , where$$ {\overline{v}}_T $$ v ¯ T is the electroweak scale vacuum expectation value and Λ is the cut off scale of the SMEFT. Throughout, cross consistency between the operator and loop expansions is maintained by the use of the geometric SMEFT formalism. For Γ(h→$$ \overline{\Psi}\Psi $$ Ψ ¯ Ψ ), we include results at$$ \mathcal{O}\left({\overline{v}}_T^2/{\Lambda}^2\left(16{\pi}^2\right)\right) $$ O v ¯ T 2 / Λ 2 16 π 2 in the limit where subleadingmΨ→ 0 corrections are neglected. We clarify how gauge invariant SMEFT renormalization counterterms combine with the Standard Model counter terms in higher order SMEFT calculations when the Background Field Method is used. We also update the prediction of the total Higgs width in the SMEFT to consistently include some of these higher order perturbative effects. 
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