Search for supersymmetry using razor variables in events with b-tagged jets in pp collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for a standard model-like Higgs boson in the mu(+)mu(-) and e(+)e(-) decay channels at the LHC

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Measurement of the cross section ratio σttbb/σttjj in pp collisions at √s = 8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Light-by-light scattering with intact protons at the LHC: from standard model to new physics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Search for a standard model Higgs boson produced in association with a top-quark pair and decaying to bottom quarks using a matrix element method

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Searches for heavy Higgs bosons in two-Higgs-doublet models and for t→ch decay using multilepton and diphoton final states in pp collisions at 8 TeV

Searches are presented for heavy scalar (H) and pseudoscalar (A) Higgs bosons posited in the two doublet model (2HDM) extensions of the standard model (SM). These searches are based on a data sample of pp collisions collected with the CMS experiment at the LHC at a center-of-mass energy of root s = 8 TeV and corresponding to an integrated luminosity of 19.5 fb(-1). The decays H -> hh and A -> Zh, where h denotes an SM-like Higgs boson, lead to events with three or more isolated charged leptons or with a photon pair accompanied by one or more isolated leptons. The search results are presented in terms of the H and A production cross sections times branching fractions and are further interpreted in terms of 2HDM parameters. We place 95% C.L. cross section upper limits of approximately 7 pb on sigma B for H -> hh and 2 pb for A -> Zh. Also presented are the results of a search for the rare decay of the top quark that results in a charm quark and an SM Higgs boson, t -> ch, the existence of which would indicate a nonzero flavor-changing Yukawa coupling of the top quark to the Higgs boson. We place a 95% C.L. upper limit of 0.56% on B(t -> ch).

Excited leptonic states in polarized e(-)gamma and e(+)e(-) collisions

We analyze the capability of the next generation of linear electron-positron colliders to unravel the spin and couplings of excited leptons predicted by composite models. Assuming that these machines will be able to operate both in the e+e- and e-γ modes, we study the effects of the excited electrons of spin 1/2 and 3/2 in the reactions e-γ → e-γ and e+e- → γγ. We show how the use of polarized beams is able not only to increase the reach of these machines, but also to determine the spin and couplings of the excited states.

Excited fermion contribution to Z(0) physics at one loop

We investigate the effects induced by excited leptons at the one-loop level in the observables measured on the Ζ peak at LEP. Using a general effective Lagrangian approach to describe the couplings of the excited leptons, we compute their contributions to both oblique parameters and Ζ partial widths. Our results show that the new effects are comparable to the present experimental sensitivity, but they do not lead to a significant improvement on the available constraints on the couplings and masses of these states.

Probing minimal supergravity at the CERN LHC for large tan beta

For large values of the minimal supergravity model parameter tan beta, the tau lepton and the bottom quark Yukawa couplings become large, leading to reduced masses of tau sleptons and b squarks relative to their first and second generation counterparts, and to enhanced decays of charginos and neutralinos to tau leptons and b quarks. We evaluate the reach of the CERN Large Hadron Collider (LHC) pp collider for supersymmetry in the MSUGRA model parameter space. We find that values of m((g) over tilde) similar to 1500-2000 GeV can be probed with just 10 fb(-1) of integrated luminosity for tan beta values as high as 45, so that MSUGRA cannot escape the scrutiny of LHC experiments by virtue of having a large value of tan beta. We also perform a case study of an MSUGRA model at tan beta = 45 where (Z) over tilde(2)-->tau<(tau)over tilde>(1) and (W) over tilde(1)-->tau(1)nu(tau) with similar to 100% branching fraction. In this case, at least within our simplistic study, we show that a di-tau mass edge, which determines the value of m((Z) over tilde 2) - m((Z) over tilde 1), can still be reconstructed. This information can be used as a starting point for reconstructing SUSY cascade decays on an event-by-event basis, and can provide a strong constraint in determining the underlying model parameters. Finally, we show that for large tan beta, there can be an observable excess of tau leptons, and argue that tau signals might serve to provide new information about the underlying model framework. [S0556-2821(99)04205-8].

Isosinglet neutral heavy lepton production in high energy e-γ collisions

We evaluate the potential for searching for isosinglet neutral heavy leptons (N), such as right-handed neutrinos, in the next generation of e+e- linear colliders, paying special attention to contributions from the reaction γe→WN initiated by photons from beamstrahlung and laser back-scattering. We find that these mechanisms are both competitive and complementary to the standard e+e-→vN annihilation process for producing neutral heavy leptons in these machines and greatly extends the search range over HERA and LEP200.

Equação de Estado para o Universo Primordial

Pós-graduação em Física - IFT

SEARCH FOR POINT-LIKE SOURCES OF ULTRA-HIGH ENERGY NEUTRINOS AT THE PIERRE AUGER OBSERVATORY AND IMPROVED LIMIT ON THE DIFFUSE FLUX OF TAU NEUTRINOS

The surface detector array of the Pierre Auger Observatory can detect neutrinos with energy E-nu between 10(17) eV and 10(20) eV from point-like sources across the sky south of +55 degrees and north of -65 degrees declinations. A search has been performed for highly inclined extensive air showers produced by the interaction of neutrinos of all flavors in the atmosphere (downward-going neutrinos), and by the decay of tau leptons originating from tau neutrino interactions in Earth's crust (Earth-skimming neutrinos). No candidate neutrinos have been found in data up to 2010 May 31. This corresponds to an equivalent exposure of similar to 3.5 years of a full surface detector array for the Earth-skimming channel and similar to 2 years for the downward-going channel. An improved upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos has been derived. Upper limits on the neutrino flux from point-like sources have been derived as a function of the source declination. Assuming a differential neutrino flux k(PS) . E-nu(-2). from a point-like source, 90% confidence level upper limits for k(PS) at the level of approximate to 5x10(-7) and 2.5x10(-6) GeV cm(-2) s(-1) have been obtained over a broad range of declinations from the searches for Earth-skimming and downward-going neutrinos, respectively.

CP asymmetries in the supersymmetric trilepton signal at the LHC

In the CP-violating Minimal Supersymmetric Standard Model, we study the production of a neutralino-chargino pair at the LHC. For their decays into three leptons, we analyze CP asymmetries which are sensitive to the CP phases of the neutralino and chargino sector. We present analytical formulas for the entire production and decay process, and identify the CP-violating contributions in the spin correlation terms. This allows us to define the optimal CP asymmetries. We present a detailed numerical analysis of the cross sections, branching ratios, and the CP observables. For light neutralinos, charginos, and squarks, the asymmetries can reach several 10%. We estimate the discovery potential for the LHC to observe CP violation in the trilepton channel.

Messung der K 0 L e + e - e + e - und K 0 L my + my - e + e - Zerfallsraten

Das NA48 Experiment am CERN misst die direkte CP-Verletzung im System der neutralen Kaonen aus der Zerfallsrate von kurzlebigen undlanglebigen neutralen Kaonen in zwei Pionen.Des Weiteren gestattet der experimentelle Aufbau den Nachweis seltenener Kaonzerfaelle.In dieser Dissertation werden Zerfaelle des langlebigen Kaons in Endzustaende mit vier Leptonen untersucht. Fuer das Verzweigungsverhaeltnis von K_L -> e+e-e+e- ergibt sich(3.94E-8 +/- 0.40E-8).Fuer das von K_L -> mu+mu-mu+mu- ergibt sich (3.08E-9 +/- 0.71E-9).Fuer den Leptonenzahl verletzenden ZerfallK_L -> mu(+/-)mu(+/-)e(-/+)e(-/+) wirdeine obere Grenze von 3.5E-10 (CL=90%) gesetzt.

QCD-Strahlungskorrekturen zu Polarisationsobservablen in semileptonischen Zerfällen schwerer Quarks

In dieser Arbeit werden die QCD-Strahlungskorrekturen in erster Ordnung der starken Kopplungskonstanten für verschiedene Polarisationsobservablen zu semileptonischen Zerfällen eines bottom-Quarks in ein charm-Quark und ein Leptonpaar berechnet. Im ersten Teil wird der Zerfall eines unpolarisierten b-Quarks in ein polarisiertes c-Quark sowie ein geladenes Lepton und ein Antineutrino im Ruhesystem des b-Quarks analysiert. Es werden die Strahlungskorrekturen für den unpolarisierten und den polarisierten Beitrag zur differentiellen Zerfallsrate nach der Energie des c-Quarks berechnet, wobei das geladene Lepton als leicht angesehen und seine Masse daher vernachlässigt wird. Die inklusive differentielle Rate wird durch zwei Strukturfunktionen in analytischer Form dargestellt. Anschließend werden die Strukturfunktionen und die Polarisation des c-Quarks numerisch ausgewertet. Nach der Einführung der Helizitäts-Projektoren befaßt sich der zweite Teil mit dem kaskadenartigen Zerfall eines polarisierten b-Quarks in ein unpolarisiertes c-Quark und ein virtuelles W-Boson, welches weiter in ein Paar leichter Leptonen zerfällt. Es werden die inklusiven Strahlungskorrekturen zu drei unpolarisierten und fünf polarisierten Helizitäts-Strukturfunktionen in analytischer Form berechnet, welche die Winkelverteilung für die differentielle Zerfallsrate nach dem Viererimpulsquadrat des W-Bosons beschreiben. Die Strukturfunktionen enthalten die Informationen sowohl über die polare Winkelverteilung zwischen dem Spinvektor des b-Quarks und dem Impulsvektor des W-Bosons als auch über die räumliche Winkelverteilung zwischen den Impulsen des W-Bosons und des Leptonpaars. Der Impuls und der Spinvektor des b-Quarks sowie der Impuls des W-Bosons werden im b-Ruhesystem analysiert, während die Impulse des Leptonpaars im W-Ruhesystem ausgewertet werden. Zusätzlich zu den genannten Strukturfunktionen werden noch die unpolarisierte und die polarisierte skalare Strukturfunktion angegeben, die in Anwendungen bei hadronischen Zerfällen eine Rolle spielen. Anschließend folgt eine numerische Auswertung aller berechneten Strukturfunktionen. Im dritten Teil werden die nichtperturbativen HQET-Korrekturen zu inklusiven semileptonischen Zerfällen schwerer Hadronen diskutiert, welche ein b-Quark enthalten. Sie beschreiben hadronische Korrekturen, die durch die feste Bindung des b-Quarks in Hadronen hervorgerufen werden. Es werden insgesamt fünf unpolarisierte und neun polarisierte Helizitäts-Strukturfunktionen in analytischer Form angegeben, die auch eine endliche Masse und den Spin des geladenen Leptons berücksichtigen. Die Strukturfunktionen werden sowohl in differentieller Form in Abhängigkeit des quadrierten Viererimpulses des W-Bosons als auch in integrierter Form präsentiert. Zum Schluß werden die zuvor erhaltenen Resultate auf die semi-inklusiven hadronischen Zerfälle eines polarisierten Lambda_b-Baryons oder eines B-Mesons in ein D_s- oder ein D_s^*-Meson unter Berücksichtigung der D_s^*-Polarisation angewandt. Für die zugehörigen Winkelverteilungen werden die inklusiven QCD- und die nichtperturbativen HQET-Korrekturen zu den Helizitäts-Strukturfunktionen in analytischer Form angegeben und anschließend numerisch ausgewertet.