Measurement of the p(p)over-bar -> W plus b plus X production cross section at root s=1.96 TeV D0 Collaboration

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Measurement of the combined rapidity and p(T) dependence of dijet azimuthal decorrelations in p(p)over-bar collisions at root s=1.96 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for a nonstandard Higgs boson in diphoton events at p(p)over-bar collisions

We estimate the attainable limits on the coupling of a nonstandard Higgs boson to two photons taking into account the data collected by the Fermilab collaborations on diphoton events. We based our analysis on a general set of dimension-6 effective operators that give rise to anomalous couplings in the bosonic sector of the standard model. If the coefficients of all blind operators have the same magnitude, indirect bounds on the anomalous triple vector-boson couplings can also be inferred, provided there is no large cancellatton in the Higgs-gamma-gamma coupling.

Improved Measurement of Muon Antineutrino Disappearance in MINOS

We report an improved measurement of (nu) over bar (mu) disappearance over a distance of 735 km using the MINOS detectors and the Fermilab Main Injector neutrino beam in a (nu) over bar (mu)-enhanced configuration. From a total exposure of 2.95 x 10(20) protons on target, of which 42% have not been previously analyzed, we make the most precise measurement of Delta(m) over bar (2) = [2.62(-0.28)(+0.31)(stat) +/- 0.09(syst)] x 10(-3) eV(2) and constrain the (nu) over bar (mu) mixing angle sin(2)(2 (theta) over bar) > 0.75 (90% C.L.). These values are in agreement with Delta m(2) and sin(2)(2 theta) measured for nu(mu), removing the tension reported in [P. Adamson et al. (MINOS), Phys. Rev. Lett. 107, 021801 (2011).].

The dynamical state of galaxy groups and their luminosity content

We analyse the dependence of the luminosity function (LF) of galaxies in groups on group dynamical state. We use the Gaussianity of the velocity distribution of galaxy members as a measurement of the dynamical equilibrium of groups identified in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 7 by Zandivarez & Martinez. We apply the Anderson-Darling goodness-of-fit test to distinguish between groups according to whether they have Gaussian or non-Gaussian velocity distributions, i.e. whether they are relaxed or not. For these two subsamples, we compute the (0.1)r-band LF as a function of group virial mass and group total luminosity. For massive groups, , we find statistically significant differences between the LF of the two subsamples: the LFs of groups that have Gaussian velocity distributions have a brighter characteristic absolute magnitude (similar to 0.3 mag) and a steeper faint-end slope (similar to 0.25). We detect a similar effect when comparing the LF of bright [M-0.1r(group) - 5log(h) < -23.5] Gaussian and non-Gaussian groups. Our results indicate that, for massive/luminous groups, the dynamical state of the system is directly related to the luminosity of its galaxy members.

W Z plus missing-E-T signal from gaugino pair production at LHC7

LHC searches for supersymmetry currently focus on strongly produced sparticles, which are copiously produced if gluinos and squarks have masses of a few hundred GeV. However, in supersymmetric models with heavy scalars, as favored by the decoupling solution to the SUSY flavor and CP problems, and m((g) over tilde) greater than or similar to 500 GeV as indicated by recent LHC results, chargino-neutralino ((W) over tilde (+/-)(1)(Z) over tilde (2)) production is the dominant cross section for m((W) over tilde1) similar to m((Z) over tilde2) < m(<(g)over tilde>)/3 at LHC with root s = 7 TeV (LHC7). Furthermore, if m((Z) over tilde1) + (m (Z) over tilde) less than or similar to m((Z) over tilde2) less than or similar to m((Z) over tilde1) + m(h), then (Z) over tilde (2) dominantly decays via (Z) over tilde (2) -> (Z) over tilde (1)Z, while (W) over tilde (1) decays via (W) over tilde (1) -> (Z) over tilde W-1. We investigate the LHC7 reach in the W Z + (sic)T channel (for both leptonic and hadronic decays of the W boson) in models with and without the assumption of gaugino mass universality. In the case of the mSUGRA/CMSSM model with heavy squark masses, the LHC7 discovery reach in the W Z+ (sic)T channel becomes competetive with the reach in the canonical (sic)T + jets channel for integrated luminosities similar to 30 fb(-1). We also present the LHC7 reach for a simplified model with arbitrary m((Z) over tilde1) and m((W) over tilde1) similar to m((Z) over tilde2). Here, we find a reach of up to m((W) over tilde1) similar to 200 (250) GeV for 10 (30) fb(-1).

THE SLOAN DIGITAL SKY SURVEY CO-ADD: A GALAXY PHOTOMETRIC REDSHIFT CATALOG

We present and describe a catalog of galaxy photometric redshifts (photo-z) for the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Co-add Data. We use the artificial neural network (ANN) technique to calculate the photo-z and the nearest neighbor error method to estimate photo-z errors for similar to 13 million objects classified as galaxies in the co-add with r < 24.5. The photo-z and photo-z error estimators are trained and validated on a sample of similar to 83,000 galaxies that have SDSS photometry and spectroscopic redshifts measured by the SDSS Data Release 7 (DR7), the Canadian Network for Observational Cosmology Field Galaxy Survey, the Deep Extragalactic Evolutionary Probe Data Release 3, the VIsible imaging Multi-Object Spectrograph-Very Large Telescope Deep Survey, and the WiggleZ Dark Energy Survey. For the best ANN methods we have tried, we find that 68% of the galaxies in the validation set have a photo-z error smaller than sigma(68) = 0.031. After presenting our results and quality tests, we provide a short guide for users accessing the public data.

Suche nach Endzuständen mit zwei Leptonen und fehlender transversaler Energie in pp-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von 1.96 TeV

In der vorliegenden Arbeit wurden Daten aus Proton-Antiproton-Kollisionen analysiert, die im Zeitraum von April 2002 bis März 2004 mit dem DO-Detektor bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s) = 1.96 TeV am Tevatron-Beschleuniger am Fermi National Accelerator Laboratory aufgezeichnet wurden. Je nach Analyse entsprechen die verwendeten Datensätze integrierten Luminositäten von 158-252 pb^-1. Die Ereignisse wurden auf die Existenz von Higgs-Bosonen und Charginos und Neutralinos untersucht. Außerdem wurde eine Messung des Wirkungsquerschnittes der Paarproduktion von W-Bosonen durchgeführt. Für die Suchen nach Higgs-Bosonen wurden leptonische Endzustände mit zwei Elektronen bzw. einem Elektron und einem Myon untersucht, wie sie bei Zerfällen von Higgs-Bosonen über zwei W-Bosonen erwartet werden. Wegen des momentan zur Verfügung stehenden geringen Datensatzes ist nur möglich, die Daten auf die Existenz von Higgs-Bosonen zu untersuchen, wie sie innerhalb alternativer Modelle vorhergesagt werden. Aufgrund größerer Produktionswirkungsquerschnitte werden die Higgs-Bosonen mit erhöhter Rate erzeugt und werden somit schon bei niedrigen integrierten Luminositäten zugänglich. Bei der durchgeführten Analyse wurde eine gute Übereinstimmung der beobachteten Ereignisse mit der Erwartung aus Prozessen des Standardmodells gefunden. Da keine Evidenz für die Existenz von Higgs-Bosonen beobachtet wurde, wurden die Ergebnisse verwendet, um mit einem Vertrauensniveau von 95% eine obere Grenze auf den Produktionswirkungsquerschnitt multipliziert mit dem Verzweigungsverhältnis anzugeben. Durch eine Kombination der ee-, emu- und mumu-Endzustände erhält man eine obere Grenze zwischen 5.7 und 40.3 pb im Higgs-Massenbereich von 100-200 GeV. Die Ergebnisse zeigen, daß auch der hier verwendete Datensatz noch zu klein ist, um auch Higgs-Bosonen im Rahmen der alternativen Modelle zu entdecken bzw. auszuschließen. Um die assoziierte Produktion von Charginos und Neutralinos nachzuweisen, wurden ebenfalls Endzustände mit einem Elektron und einem Myon untersucht. Zur Verbesserung der Sensitivität wurde eine Kombination mit Analysen in ee- und mumu-Endzuständen durchgeführt. Da auch hier eine gute Konsistenz mit der Erwartung der Untergrundprozesse innerhalb des Standardmodells gefunden wurde, wurden ebenso obere Grenzen auf den Produktionswirkungsquerschnitt multipliziert mit dem Verzweigungsverhältnis gesetzt. Die Ergebnisse werden im Rahmen des mSUGRA-Modells interpretiert. Es ergeben sich obere Grenzen zwischen 0.46 und 0.63 pb für Charginomassen im Bereich von 97 GeV bis 114 GeV. Dies stellt eine deutliche Verbesserung der bei früheren Messungen bei DO erhaltenen Ausschlußgrenzen dar. Allerdings ist es wiederum aufgrund des geringen Datensatzes nicht möglich, Punkte im mSUGRA-Parameterraum oberhalb der bei LEP gefundenen Grenzen auszuschließen. Die Ergebnisse können auch verwendet werden, um allgemeinere SUSY-Modelle einzuschränken, die ebenfalls entsprechende Beziehungen zwischen den Chargino- und Neutralino-Massen erfüllen. Den Hauptuntergrund bei diesen Suchen stellt die Paarproduktion von W-Bosonen dar. Es wurde zum ersten Mal im Rahmen des DO-Experimentes eine Messung des Wirkungsquerschnittes der W-Paarproduktion mit einer Signifikanz von mehr als 3 sigma durchgeführt. Es wird eine gute Übereinstimmung mit der Next-to-leading-order-Vorhersage der Theorie gefunden. Kombiniert man die ee-, emu- und mumu-Endzustände, ergibt sich ein Wirkungsquerschnitt von sigma(WW) = 13.35+4.65-3.99(stat) +0.77-1.05(syst) +-0.87(Lum) pb.

Measurement of low pT D0 meson production cross section at CDF II

In this thesis we present a study of the D0 meson (through one of its two-body decay channel, D0 → Kπ) collected by the CDF II experiment at the Tevatron pp ̄ collider at Fermilab. In particular we measured the differential production cross section as a function of the transverse momentum down to pT = 1.5 GeV/c.

Bestimmung der fehlenden transversalen Energie auf der ersten Triggerstufe beim ATLAS-Experiment und Optimierung der Triggerselektion von supersymmetrischen Ereignissen

Das Standardmodell der Teilchenphysik, das drei der vier fundamentalen Wechselwirkungen beschreibt, stimmt bisher sehr gut mit den Messergebnissen der Experimente am CERN, dem Fermilab und anderen Forschungseinrichtungen überein. rnAllerdings können im Rahmen dieses Modells nicht alle Fragen der Teilchenphysik beantwortet werden. So lässt sich z.B. die vierte fundamentale Kraft, die Gravitation, nicht in das Standardmodell einbauen.rnDarüber hinaus hat das Standardmodell auch keinen Kandidaten für dunkle Materie, die nach kosmologischen Messungen etwa 25 % unseres Universum ausmacht.rnAls eine der vielversprechendsten Lösungen für diese offenen Fragen wird die Supersymmetrie angesehen, die eine Symmetrie zwischen Fermionen und Bosonen einführt. rnAus diesem Modell ergeben sich sogenannte supersymmetrische Teilchen, denen jeweils ein Standardmodell-Teilchen als Partner zugeordnet sind.rnEin mögliches Modell dieser Symmetrie ist das R-Paritätserhaltende mSUGRA-Modell, falls Supersymmetrie in der Natur realisiert ist.rnIn diesem Modell ist das leichteste supersymmetrische Teilchen (LSP) neutral und schwach wechselwirkend, sodass es nicht direkt im Detektor nachgewiesen werden kann, sondern indirekt über die vom LSP fortgetragene Energie, die fehlende transversale Energie (etmiss), nachgewiesen werden muss.rnrnDas ATLAS-Experiment wird 2010 mit Hilfe des pp-Beschleunigers LHC mit einer Schwerpunktenergie von sqrt(s)=7-10 TeV mit einer Luminosität von 10^32 #/(cm^2*s) mit der Suche nach neuer Physik starten.rnDurch die sehr hohe Datenrate, resultierend aus den etwa 10^8 Auslesekanälen des ATLAS-Detektors bei einer Bunchcrossingrate von 40 MHz, wird ein Triggersystem benötigt, um die zu speichernde Datenmenge zu reduzieren.rnDabei muss ein Kompromiss zwischen der verfügbaren Triggerrate und einer sehr hohen Triggereffizienz für die interessanten Ereignisse geschlossen werden, da etwa nur jedes 10^8-te Ereignisse für die Suche nach neuer Physik interessant ist.rnZur Erfüllung der Anforderungen an das Triggersystem wird im Experiment ein dreistufiges System verwendet, bei dem auf der ersten Triggerstufe mit Abstand die höchste Datenreduktion stattfindet.rnrnIm Rahmen dieser Arbeit rn%, die vollständig auf Monte-Carlo-Simulationen basiert, rnist zum einen ein wesentlicher Beitrag zum grundlegenden Verständnis der Eigenschaft der fehlenden transversalen Energie auf der ersten Triggerstufe geleistet worden.rnZum anderen werden Methoden vorgestellt, mit denen es möglich ist, die etmiss-Triggereffizienz für Standardmodellprozesse und mögliche mSUGRA-Szenarien aus Daten zu bestimmen. rnBei der Optimierung der etmiss-Triggerschwellen für die erste Triggerstufe ist die Triggerrate bei einer Luminosität von 10^33 #/(cm^2*s) auf 100 Hz festgelegt worden.rnFür die Triggeroptimierung wurden verschiedene Simulationen benötigt, bei denen eigene Entwicklungsarbeit eingeflossen ist.rnMit Hilfe dieser Simulationen und den entwickelten Optimierungsalgorithmen wird gezeigt, dass trotz der niedrigen Triggerrate das Entdeckungspotential (für eine Signalsignifikanz von mindestens 5 sigma) durch Kombinationen der etmiss-Schwelle mit Lepton bzw. Jet-Triggerschwellen gegenüber dem bestehenden ATLAS-Triggermenü auf der ersten Triggerstufe um bis zu 66 % erhöht wird.

Wgamma production and limits on anomalous WWgamma couplings in ppbar collisions

We measure the cross section and the difference in rapidities between photons and charged leptons for inclusive W -> lnu+gamma production in egamma and mugamma final states. Using data corresponding to an integrated luminosity of 4.2 fb-1 collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider, the cross section multiplied by the branching fraction for the process ppbar -> Wgamma+X -> lnugamma+X, measured to be 15.8 +/- 0.8 (stat.) +/- 1.2 (syst.) pb, and the distribution of the charge-signed photon-lepton rapidity difference are found to be in agreement with the standard model. These results provide the most stringent limits on anomalous WWgamma couplings for data from hadron colliders: -0.4 < Delta kappa_gamma < 0.4 and -0.08 < lambda_gamma < 0.07 at the 95% C.L.

Detection of back-to-back proton pairs in charged-current neutrino interactions with the ArgoNeuT detector in the NuMI low energy beam line

Short range nucleon-nucleon correlations in nuclei (NN SRC) carry important information on nuclear structure and dynamics. NN SRC have been extensively probed through two-nucleon knock- out reactions in both pion and electron scattering experiments. We report here on the detection of two-nucleon knock-out events from neutrino interactions and discuss their topological features as possibly involving NN SRC content in the target argon nuclei. The ArgoNeuT detector in the Main Injector neutrino beam at Fermilab has recorded a sample of 30 fully reconstructed charged current events where the leading muon is accompanied by a pair of protons at the interaction vertex, 19 of which have both protons above the Fermi momentum of the Ar nucleus. Out of these 19 events, four are found with the two protons in a strictly back-to-back high momenta configuration directly observed in the final state and can be associated to nucleon Resonance pionless mechanisms involving a pre-existing short range correlated np pair in the nucleus. Another fraction (four events) of the remaining 15 events have a reconstructed back-to-back configuration of a np pair in the initial state, a signature compatible with one-body Quasi Elastic interaction on a neutron in a SRC pair. The detection of these two subsamples of the collected (mu- + 2p) events suggests that mechanisms directly involving nucleon-nucleon SRC pairs in the nucleus are active and can be efficiently explored in neutrino-argon interactions with the LAr TPC technology.

Radiological emergency response : information for the public and the media.

Eleven commercial nuclear reactors used to generate electricity are currently operating at six sites in Illinois; no other state has as many nuclear reactors. In addition, there are two major research facilities in Illinois operated by the US Department of Energy (Argonne National Laboratory and FermiLab), uranium processing facilities at Metropolis and in nearby Paducah, Kentucky, several manufacturers of radiopharmaceuticals and other radioactive materials, thousands of radiation-producing machines used in medicine and industry, and a network of major arterial highways and rail lines over which radioactive material shipments move on a regular basis. Protecting the health and safety of Illinois citizens and the environment from the potentially harmful effects of ionizing radiation is a key function of IEMA'S Division of Nuclear Safety (DNS). That role is fulfilled through programs that monitor nuclear facilities around the clock, ensure the proper operation of radiation-producing equipment and the use of radioactive materials, and measure radioactivity in the environment to ensure no threats to public health exist.

Weak strangeness changing semi-leptonic process

We have obtained total and differential cross sections for the strangeness changing charged current weak reaction ν L + p → Λ(Σ0) + L+ using standard dipole form factors, where L stands for an electron, muon, or tau lepton, and L + stands for an positron, anti-muon or anti-tau lepton. We calculated these reactions from near threshold few hundred MeV to 8 GeV of incoming neutrino energy and obtained the contributions of the various form factors to the total and differential cross sections. We did this in support of possible experiments which might be carried out by the MINERνA collaboration at Fermilab. The calculation is phenomenologically based and makes use of SU(3) relations to obtain the standard vector current form factors and data from Λ beta decay to obtain the axial current form factor. We also made estimates for the contributions of the pseudoscalar form factor and for the F E and FS form factors to the total and differential cross sections. We discuss our results and consider under what circumstances we might extract the various form factors. In particular we wish to test the SU(3) assumptions made in determining all the form factors over a range of q2 values. Recently new form factors were obtained from recoil proton measurements in electron-proton electromagnetic scattering at Jefferson Lab. We thus calculated the contributions of the individual form factors to the total and differential cross sections for this new set of form factors. We found that the differential and total cross sections for Λ production change only slightly between the two sets of form factors but that the differential and total cross sections change substantially for Σ 0 production. We discuss the possibility of distinguishing between the two cases for the experiments planned by the MINERνA Collaboration. We also undertook the calculation for the inverse reaction e − + p → Λ + νe for a polarized outgoing Λ which might be performed at Jefferson Lab, and provided additional analysis of the contributions of the individual form factors to the differential cross sections for this case. ^