Search for supersymmetry in events with b-tagged jets and missing transverse momentum in pp collisions at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector (2017)

A bstract A search for the supersymmetric partners of the Standard Model bottom and top quarks is presented. The search uses 36.1 fb −1 of pp collision data at $$ \sqrt{s}=13 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msqrt> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>13</mml:mn> </mml:math> TeV collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider. Direct production of pairs of bottom and top squarks ( $$ {\overline{b}}_1 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> and $$ {\overline{t}}_1 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> ) is searched for in final states with b -tagged jets and missing transverse momentum. Distinctive selections are defined with either no charged leptons (electrons or muons) in the final state, or one charged lepton. The zero-lepton selection targets models in which the $$ {\overline{b}}_1 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> is the lightest squark and decays via $$ {\overline{b}}_1\to b{\overline{\chi}}_1^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> , where $$ {\overline{\chi}}_1^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> is the lightest neutralino. The one-lepton final state targets models where bottom or top squarks are produced and can decay into multiple channels, $$ {\overline{b}}_1\to b{\overline{\chi}}_1^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> and $$ {\overline{b}}_1\to t{\overline{\chi}}_1^{\pm } $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math> , or $$ {\overline{t}}_1\to t{\overline{\chi}}_1^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> and $$ {\overline{t}}_1\to b{\overline{\chi}}_1^{\pm } $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math> , where $$ {\overline{\chi}}_1^{\pm } $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math> is the lightest chargino and the mass difference $$ {m}_{{\overline{\chi}}_1^{\pm }}-{m}_{{\overline{\chi}}_1^0} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:msub> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mover> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup>