Application of Deep Learning techniques in the search for BSM Higgs bosons in the $\mu\mu$ final state in CMS

The Standard Model (SM) of particle physics predicts the existence of a Higgs field responsible for the generation of particles' mass. However, some aspects of this theory remain unsolved, supposing the presence of new physics Beyond the Standard Model (BSM) with the production of new particles at a higher energy scale compared to the current experimental limits. The search for additional Higgs bosons is, in fact, predicted by theoretical extensions of the SM including the Minimal Supersymmetry Standard Model (MSSM). In the MSSM, the Higgs sector consists of two Higgs doublets, resulting in five physical Higgs particles: two charged bosons $H^{\pm}$, two neutral scalars $h$ and $H$, and one pseudoscalar $A$. The work presented in this thesis is dedicated to the search of neutral non-Standard Model Higgs bosons decaying to two muons in the model independent MSSM scenario. Proton-proton collision data recorded by the CMS experiment at the CERN LHC at a center-of-mass energy of 13 TeV are used, corresponding to an integrated luminosity of $35.9\ \text{fb}^{-1}$. Such search is sensitive to neutral Higgs bosons produced either via gluon fusion process or in association with a $\text{b}\bar{\text{b}}$ quark pair. The extensive usage of Machine and Deep Learning techniques is a fundamental element in the discrimination between signal and background simulated events. A new network structure called parameterised Neural Network (pNN) has been implemented, replacing a whole set of single neural networks trained at a specific mass hypothesis value with a single neural network able to generalise well and interpolate in the entire mass range considered. The results of the pNN signal/background discrimination are used to set a model independent 95\% confidence level expected upper limit on the production cross section times branching ratio, for a generic $\phi$ boson decaying into a muon pair in the 130 to 1000 GeV range.

An architecture for network acceleration as a service in the cloud continuum

The pervasive availability of connected devices in any industrial and societal sector is pushing for an evolution of the well-established cloud computing model. The emerging paradigm of the cloud continuum embraces this decentralization trend and envisions virtualized computing resources physically located between traditional datacenters and data sources. By totally or partially executing closer to the network edge, applications can have quicker reactions to events, thus enabling advanced forms of automation and intelligence. However, these applications also induce new data-intensive workloads with low-latency constraints that require the adoption of specialized resources, such as high-performance communication options (e.g., RDMA, DPDK, XDP, etc.). Unfortunately, cloud providers still struggle to integrate these options into their infrastructures. That risks undermining the principle of generality that underlies the cloud computing scale economy by forcing developers to tailor their code to low-level APIs, non-standard programming models, and static execution environments. This thesis proposes a novel system architecture to empower cloud platforms across the whole cloud continuum with Network Acceleration as a Service (NAaaS). To provide commodity yet efficient access to acceleration, this architecture defines a layer of agnostic high-performance I/O APIs, exposed to applications and clearly separated from the heterogeneous protocols, interfaces, and hardware devices that implement it. A novel system component embodies this decoupling by offering a set of agnostic OS features to applications: memory management for zero-copy transfers, asynchronous I/O processing, and efficient packet scheduling. This thesis also explores the design space of the possible implementations of this architecture by proposing two reference middleware systems and by adopting them to support interactive use cases in the cloud continuum: a serverless platform and an Industry 4.0 scenario. A detailed discussion and a thorough performance evaluation demonstrate that the proposed architecture is suitable to enable the easy-to-use, flexible integration of modern network acceleration into next-generation cloud platforms.

Bounded Arithmetic and Randomized Computation

In this work, we develop a randomized bounded arithmetic for probabilistic computation, following the approach adopted by Buss for non-randomized computation. This work relies on a notion of representability inspired by of Buss' one, but depending on a non-standard quantitative and measurable semantic. Then, we establish that the representable functions are exactly the ones in PPT. Finally, we extend the language of our arithmetic with a measure quantifier, which is true if and only if the quantified formula's semantic has measure greater than a given threshold. This allows us to define purely logical characterizations of standard probabilistic complexity classes such as BPP, RP, co-RP and ZPP.

Vincoli sulla storia di espansione dell’Universo tramite cronometri cosmici nella survey VANDELS

Nel presente lavoro di tesi viene selezionato e analizzato un campione di galassie passive estratte dalla survey VANDELS, con cui condurre uno studio cosmologico basato sul metodo dei cronometri cosmici. Tale metodo rappresenta una sonda cosmologica non standard, che consente di misurare il parametro di Hubble in maniera indipendente dalla cosmologia valutando l’invecchiamento di una popolazione di galassie molto massive e in evoluzione passiva in un dato intervallo di redshift. Per applicare il metodo viene selezionato un campione di cronometri cosmici incrociando diversi criteri complementari, sia fotometrici che spettroscopici, tali da minimizzare la contaminazione da formazione stellare attiva. Il campione ottenuto ha ⟨log(M⋆/M⊙)⟩=10.86±0.03, ⟨log(sSFR/yr−1)⟩=-11.9±0.1 e ⟨EW[OII]⟩=3.3±0.2 Å. Dallo studio delle proprietà spettroscopiche, in particolare degli indici sensibili all’età, esso mostra un progressivo invecchiamento al diminuire del redshift ed evidenza di mass-downsizing. Per la stima delle età si adotta la tecnica del full-spectral fitting, sia sugli spettri che sulla fotometria disponibili, utilizzando il codice Bagpipes. Dai risultati del fit emerge che le galassie individuate hanno, come atteso, metallicità mediamente sotto-solari (⟨Z/Z⊙⟩=0.44±0.01), bassa estinzione da polvere (⟨AV,dust⟩=0.43±0.02 mag) e una fase di formazione stellare breve (⟨τ⟩=0.28±0.02 Gyr). A partire da questi viene costruita la relazione età-redshift mediana per il campione finale di 39 galassie, esplorandone la robustezza con diverse assunzioni di prior e binnaggio. Fittata con un modello fΛCDM, essa permette di ricavare una stima per la costante di Hubble pari a H0 = 67^+14_−15 km/s/Mpc. Infine, con la stessa relazione si applica il metodo dei cronometri cosmici, ottenendo una nuova stima del parametro di Hubble, H(z=1.26) = 135±62 km/s/Mpc. Nell’errore si è tenuto conto anche degli effetti sistematici introdotti dalla scelta del binning e della SFH nel modello di fit.

Validation in-vivo des techniques d’élastographie ultrasonore, invasive et non-invasive, à l’aide d’un modèle porcin

Il est maintenant admis que la composition de la plaque athérosclérotique est un déterminant majeur de sa vulnérabilité à se rompre. Vu que la composition de la plaque affecte ses propriétés mécaniques, l'évaluation locale des propriétés mécaniques de la plaque d'athérome peut nous informer sur sa vulnérabilité. L'objectif est de comparer les techniques d’élastographie ultrasonores endovasculaire (EVE) et non-invasive (NIVE) en fonction de leur potentiel à identifier les composantes calcifiées et lipidiques de la plaque. Les acquisitions intravasculaire et extravasculaire ont été effectuées sur les artères carotidiennes de neuf porcs hypercholestérolémiques à l’aide d’un cathéter de 20 MHz et d'une sonde linéaire de 7.5 MHz, respectivement. Les valeurs de déformation radiale et axiale, rapportés par EVE et NIVE, ont été corrélées avec le pourcentage des zones histologiques calcifiées et lipidiques pour cinq plaques. Nos résultats démontrent une bonne corrélation positive entre les déformations et les composantes calcifiées (r2 = 0.82, P = 0.034 valeur par EVE et r2 = 0.80, P = 0.041 valeur par NIVE). Une forte corrélation entre les déformations axiales et les contenus lipidiques par NIVE (r2 = 0.92, P-value = 0.010) a été obtenue. En conclusion, NIVE et EVE sont des techniques potentielles pour identifier les composants de la plaque et aider les médecins à diagnostiquer précocement les plaques vulnérables.

Family relationships and learning experiences in anxious vs. non-anxious families: Are there differences ?

L'objectif principal de ce travail était d'explorer les relations parent-enfant et les processus d'apprentissage familiaux associés aux troubles anxieux. A cet effet, des familles ayant un membre anxieux (la mère ou l'enfant) ont été comparées avec des familles n'ayant aucun membre anxieux. Dans une première étude, l'observation de l'interaction mère-enfant, pendant une situation standardisée de jeu, a révélé que les mères présentant un trouble panique étaient plus susceptibles de se montrer verbalement contrôlantes, critiques et moins sensibles aux besoins de l'enfant, que les mères qui ne présentaient pas de trouble panique. Une deuxième étude a examiné les perceptions des différents membres de la famille quant aux relations au sein de la famille et a indiqué que, par comparaison aux adolescents non-anxieux, les adolescents anxieux étaient plus enclins à éprouver un sentiment d'autonomie individuelle diminué par rapport à leurs parents. Finalement, une troisième étude s'est intéressée à déterminer l'impact d'expériences d'apprentissage moins directes dans l'étiologie de l'anxiété. Les résultats ont indiqué que les mères présentant un trouble panique étaient plus enclines à s'engager dans des comportements qui maintiennent la panique et à impliquer leurs enfants dans ces comportements, que les mères ne présentant pas de trouble panique. En se basant sur des recherches antérieures qui ont établi une relation entre le contrôle parental, la perception de contrôle chez l'enfant et les troubles anxieux, le présent travail non seulement confirme ce lien mais propose également un modèle pour résumer l'état actuel des connaissances concernant les processus familiaux et le développement des troubles anxieux. Deux routes ont été suggérées par lesquelles l'anxiété pourrait être transmise de manière intergénérationnelle. Chacune de ces routes attribue un rôle important à la perception de contrôle chez l'enfant. L'idée est que lorsque les enfants présentent une prédisposition à interpréter le comportement de leurs parents comme hors de leur contrôle, ils seraient plus enclins à développer de l'anxiété. A ce titre, la perception du contrôle représenterait un tampon entre le comportement de contrôle/surprotection des parents et le trouble anxieux chez l'enfant. - The principal objective of the present work was to explore parent-child relationships and family learning processes associated with anxiety disorders. To this purpose, families with and without an anxious family member (mother or child) were compared. In a first study, observation of mother-child interaction, during a standard play situation, revealed that mothers with panic disorder were more likely to display verbal control and criticism, and less likely to display sensitivity toward their children than mothers without panic disorder. A second study examined family members' perceptions of family relationships and indicated that compared to non-anxious adolescents, anxious adolescents were more prone to experience a diminished sense of individual autonomy in relation to their parents. Finally a third study was interested in determining the effect of less direct learning experiences in the aetiology of anxiety. Results indicated that mothers with panic disorder were more likely to engage in panic-maintaining behaviour and to involve their children in this behaviour than mothers without panic disorder. Based on previous research showing a relationship between parental control, children's perception of control, and anxiety disorders, the present work not only further adds evidence to support this link but also proposes a model summarizing the current knowledge concerning family processes and the development of anxiety disorders. Two pathways have been suggested through which anxiety may be intergenerationally transmitted. Both pathways assign an important role to children's perception of control. The idea is that whenever children have a predisposition towards interpreting their parents' behaviour as beyond of their control, they may be more prone to develop anxiety. As such, perceived control may represent a buffer between parental overcontrolling/overprotective behaviours and childhood anxiety disorder.

Predictors of weight change in sedentary smokers receiving a standard smoking cessation intervention

L'arrêt de la cigarette est généralement associé à une prise de poids. Celle-ci peut menacer la motivation des fumeurs à s'engager dans un processus d'arrêt du tabac et constitue un motif de rechute. L'ordre de grandeur et la cinétique de la prise de poids liée à une tentative d'arrêt chez les fumeurs pris en charge selon les recommandations cliniques actuelles est peu décrite dans la littérature médicale. Le but de cette étude était de quantifier cette prise de poids, d'en déterminer la cinétique ainsi que les facteurs qui l'influencent, chez des fumeurs sédentaires bénéficiant d'une intervention d'aide à l'arrêt du tabac individualisée, composée de conseils individuels et d'une substitution nicotinique associant plusieurs modes d'administration. Nous avons analysé des données récoltées durant un essai clinique randomisé contrôlé au cours duquel était étudié l'impact d'une activité physique modérée sur les taux d'arrêt du tabac après un an chez des fumeurs sédentaires. Nous avons modélisé l'évolution du poids de l'ensemble des participants au cours du temps, selon la technique statistique des « modèles mixtes longitudinaux ». En séparant les périodes d'abstinence de la cigarette de celles de rechute et de l'utilisation reportée de substituts nicotiniques. Cette approche nous a permis de prendre en compte chaque participant à l'étude, par opposition à un modèle plus simple qui séparerait les sujets abstinents de ceux qui rechutent à n'importe quel moment de la période de suivi. Nous avons également ajusté ces modèles pour l'âge, le sexe, le niveau de dépendance à la nicotine et le niveau de formation des participants. Parmi l'ensemble des participants, nous avons noté une augmentation du poids durant les trois premiers mois de l'intervention, suivie d'une stabilisation. Au total, la prise de poids moyenne s'est élevée à 3.3 kg pour les femmes et 3.9 kg pour les hommes. Durant les périodes d'abstinence, les caractéristiques suivantes étaient associées à la prise de poids : sexe masculin et forte dépendance nicotinique. Un âge supérieur à 43 ans était associé à une prise de poids également durant les périodes de rechute. Nous avons observé une tendance, non statistiquement significative, vers une réduction de la prise des poids avec l'utilisation de substituts nicotiniques. Notre étude apporte de nouvelles données sur l'évolution du poids chez les fumeurs sédentaires qui bénéficient d'une intervention d'aide à l'arrêt du tabac. Ils prennent donc du poids, de manière modérée et limitée aux premiers mois. Parmi eux, les hommes, les individus les plus dépendants à la nicotine et les plus âgés doivent s'attendre à une prise de poids supérieure à la moyenne.

Violence et non-violence, modèle et contre-modèle dans le contexte de l'Inde moderne.

(Résumé de l'ouvrage) La violence dans nos sociétés ne semble pas diminuer; bien au contraire, elle resurgit toujours avec des moyens et des stratagèmes de plus en plus perfectionnés, provoquant la destruction de la vie humaine et mettant en danger son épanouissement. Avec la rationalisation des activités dans de nombreux secteurs de la vie, la violence et ses moyens se sont rationalisés aussi, pour mieux servir le pouvoir et la force. Les armes sous toutes leurs formes deviennent ainsi une marchandise pour soutenir les économies des pays. Les religions provoquent-elles vraiment la violence? Si elles n'affichent pas ouvertement une telle intention, peuvent-elles induire des actes violents? Dans l'éventualité où les religions ne sont pas vraiment à l'origine de violences, on peut cependant se demander si, par elles-mêmes, elles peuvent contribuer à une diminution de la violence dans les sociétés et créer la paix. Quelques spécialistes universitaires, enseignant et chercheurs, se posent ces questions et tentent d'y apporter une réponse.

IRM cardiaque: imagerie de référence dans le diagnostic de la myocardite aiguë [Cardiac magnetic resonance in acute myocarditis: a new non-invasive diagnostic gold standard?].

Acute myocarditis was until recently one of the most difficult diagnoses in cardiology. The spectrum of signs and symptoms is very wide, the usual non-invasive tests lack specificity and the myocardial biopsy is only performed in a minority of cases to confirm the diagnosis. Due to its unique ability to directly image myocardial necrosis, fibrosis and oedema, cardiac magnetic resonance (CMR) is now considered the primary tool for noninvasive assessment of patients with suspected myocarditis. CMR is also useful for monitoring disease activity under treatment. Myocarditis has been associated with the development of dilated cardiomyopathy; CMR could play a role in the follow-up of such cases to detect the progression toward a dilatative phenotype. Precise mapping of myocardial lesions with cardiac MRI is invaluable to guide myocardial biopsy and increase its diagnostic yield by improving sensitivity.

Antifungal activities of SCY-078 (MK-3118) and standard antifungal agents against clinical non-Aspergillus mold isolates.

The limited armamentarium of active and oral antifungal drugs against emerging non-Aspergillus molds is of particular concern. Current antifungal agents and the new orally available beta-1,3-d-glucan synthase inhibitor SCY-078 were tested in vitro against 135 clinical non-Aspergillus mold isolates. Akin to echinocandins, SCY-078 showed no or poor activity against Mucoromycotina and Fusarium spp. However, SCY-078 was highly active against Paecilomyces variotii and was the only compound displaying some activity against notoriously panresistant Scedosporium prolificans.

Testing Mean-Variance Efficiency in CAPM with Possibly Non-Gaussian Errors : An Exact Simulation-Based Approach

In this paper we propose exact likelihood-based mean-variance efficiency tests of the market portfolio in the context of Capital Asset Pricing Model (CAPM), allowing for a wide class of error distributions which include normality as a special case. These tests are developed in the frame-work of multivariate linear regressions (MLR). It is well known however that despite their simple statistical structure, standard asymptotically justified MLR-based tests are unreliable. In financial econometrics, exact tests have been proposed for a few specific hypotheses [Jobson and Korkie (Journal of Financial Economics, 1982), MacKinlay (Journal of Financial Economics, 1987), Gib-bons, Ross and Shanken (Econometrica, 1989), Zhou (Journal of Finance 1993)], most of which depend on normality. For the gaussian model, our tests correspond to Gibbons, Ross and Shanken’s mean-variance efficiency tests. In non-gaussian contexts, we reconsider mean-variance efficiency tests allowing for multivariate Student-t and gaussian mixture errors. Our framework allows to cast more evidence on whether the normality assumption is too restrictive when testing the CAPM. We also propose exact multivariate diagnostic checks (including tests for multivariate GARCH and mul-tivariate generalization of the well known variance ratio tests) and goodness of fit tests as well as a set estimate for the intervening nuisance parameters. Our results [over five-year subperiods] show the following: (i) multivariate normality is rejected in most subperiods, (ii) residual checks reveal no significant departures from the multivariate i.i.d. assumption, and (iii) mean-variance efficiency tests of the market portfolio is not rejected as frequently once it is allowed for the possibility of non-normal errors.

Interventions thérapeutiques prometteuses dans un modèle in vivo de stéatohépatite non alcoolique

La stéatohépatite non alcoolique (NASH) est une pathologie du foie dont l’amplitude et les répercussions sont de plus en plus préoccupantes dans le monde médical ou biomédical. Elle est associée à l’obésité, au syndrome métabolique et au diabète sucré de type II. La recherche de la thérapie optimale pour le NASH est un domaine en plein essor puisqu’aucun traitement n’est suffisamment efficace à ce jour. La présente étude fait le point sur de nouvelles possibilités de traitements qui se sont avérés efficaces pour contrer les différentes lésions métaboliques et cellulaires rencontrées dans un modèle in vivo chez le rat où le NASH est induit par l’ingestion d’une diète riche en gras. Cette étude démontre, tout d’abord, que les traitements durant six semaines avec l’acide ursodéoxycholique (UDCA) et son dérivé le NCX 1000, possédant des propriétés donatrices de monoxyde d’azote, à doses équimolaires, protègent de manière équivalente le foie contre le stress oxydatif, l’hyperinsulinémie, l’inflammation et la fibrose causés par la stéatohépatite. De plus, la combinaison d’une plus faible dose de NCX 1000 avec un antioxydant lipophile tel que la vitamine E offre une protection similaire, particulièrement au niveau des paramètres du stress oxydatif. Par ailleurs, l’étude illustre aussi que la silibinine, composé polyphénolique actif du chardon marie (Silybum marianum) et utilisé en traitement pendant 5 semaines, possède un pouvoir hépatoprotecteur, des propriétés antioxydantes et un effet hypoinsulinémique dans ce modèle de stéatohépatite d’origine nutritionnelle. Le potentiel thérapeutique de ces composés en fait des candidats de choix pour le traitement du NASH qui méritent de faire l’objet d’études cliniques poussées.

Nanoparticules Chitosane-PEG-FA-ADN pour la thérapie génique non virale et application du gène de l’IL-1Ra dans un modèle expérimental d’arthrite rhumatoïde

La thérapie génique représente l'un des défis de la médecine des prochaines décennies dont la réussite dépend de la capacité d'acheminer l'ADN thérapeutique jusqu'à sa cible. Des structures non virales ont été envisagées, dont le chitosane, polymère cationique qui se combine facilement à l’ADN. Une fois le complexe formé, l’ADN est protégé des nucléases qui le dégradent. Le premier objectif de l'étude est de synthétiser et ensuite évaluer différentes nanoparticules de chitosane et choisir la mieux adaptée pour une efficacité de transfection sélective in vitro dans les cellules carcinomes épidermoïdes (KB). Le deuxième objectif de l'étude est d'examiner in vivo les effets protecteurs du gène de l'IL-1Ra (bloqueur naturel de la cytokine inflammatoire, l’Interleukine-1β) complexé aux nanoparticules de chitosane sélectionnées dans un modèle d'arthrite induite par un adjuvant (AIA) chez le rat. Les nanoparticules varient par le poids moléculaire du chitosane (5, 25 et 50 kDa), et la présence ou l’absence de l’acide folique (FA). Des mesures macroscopiques de l’inflammation seront évaluées ainsi que des mesures de concentrations de l’Interleukine-1β, Prostaglandine E2 et IL-1Ra humaine secrétés dans le sérum. Les nanoparticules Chitosane-ADN en présence de l’acide folique et avec du chitosane de poids moléculaire de 25 kDa, permettent une meilleure transfection in vitro. Les effets protecteurs des nanoparticules contenant le gène thérapeutique étaient évidents suite à la détection de l’IL-1Ra dans le sérum, la baisse d'expressions des facteurs inflammatoires, l’Interleukine-1 et la Prostaglandine-E2 ainsi que la diminution macroscopique de l’inflammation. Le but de cette étude est de développer notre méthode de thérapie génique non virale pour des applications cliniques pour traiter l’arthrite rhumatoïde et d’autres maladies humaines.

Les multiples trajectoires d’activité physique supervisée et non supervisée chez les enfants du primaire au Québec : un modèle écologique

Contexte : L’activité physique est une composante centrale du développement physique, psychologique et social de l'enfant, particulièrement au sein d'une société où l'impact de la sédentarité et de l'obésité devient de plus en plus important. Cependant, les trajectoires d’activité physique hors école et leurs déterminants sont peu étudiés et les connaissances sur ce sujet sont limitées. Il est également notoire que les types d’activité physique sont rarement pris en considération. Objectif : Ce mémoire a pour but (a) de déterminer les trajectoires de pratique d’activité physique au cours du développement des enfants (b) de valider l’association entre l’activité physique supervisée et l’activité non supervisée et (c) d’identifier les déterminants au niveau du quartier, de la famille et des caractéristiques individuelles associés aux trajectoires de pratique d’activité physique supervisée et non supervisée. Participants : 1 814 enfants (51% garçons) nés en 1998 ayant participé à l’Étude Longitudinale du Développement des Enfants du Québec (ELDEQ). Les données récoltées proviennent uniquement de leur mère. Mesures : La fréquence de l’activité physique supervisée et non supervisée a été mesurée à quatre reprises alors que les enfants étaient âgés entre 5 et 8 ans. Les déterminants ainsi que les variables contrôles ont été mesurés alors que les enfants avaient 4 ou 5 ans. Résultats : Trois trajectoires d’activité physique supervisée et non supervisée ont été identifiées. Les résultats suggèrent que les trajectoires d’activité physique supervisée, représentant respectivement 10%, 55.3% et 34.7% de la population, sont relativement stables même si elles subissent une légère augmentation avec le temps. Des trois trajectoires d’activité physique non supervisée représentant respectivement 14.1%, 28.1% et 57.8% de la population, une augmente considérablement avec le temps alors iv que les deux autres sont stables. Ces deux séries de trajectoires ne sont pas associées significativement entre elles. L’éducation de la mère, l’entraide dans le quartier de résidence ainsi que la prosocialité des enfants déterminent les deux types d’activité physique. La suffisance de revenu et la pratique sportive de la mère sont associées seulement aux trajectoires d’activité physique supervisée. La famille intacte discrimine l’appartenance aux trajectoires d’activité physique non supervisée. Conclusion : Premièrement, la pratique de l’activité physique est relativement stable entre 5 et 8 ans. Deuxièmement, l’activité physique supervisée ainsi que l’activité physique non supervisée sont deux pratiques qui se développent différemment et qui possèdent leurs propres déterminants. Troisièmement, une approche écologique permet de mieux saisir la complexité de ces deux processus.

Relations entre le niveau de vie, la fécondité et les besoins non satisfaits en matière de planification familiale en Guinée

Tous mes travaux ont été réalisés à l'aide du logiciel stata 11.