Search for pair production of third-generation scalar leptoquarks and top squarks in proton-proton collisions at v root s=8 TeV

A search for pair production of third-generation scalar leptoquarks and supersymmetric top quark partners, top squarks, in final states involving tau leptons and bottom quarks is presented. The search uses events from a data sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb(-1), collected with the CMS detector at the LHC with root s = 8 TeV. The number of observed events is found to be in agreement with the expected standard model background. Third-generation scalar leptoquarks with masses below 740 GeV are excluded at 95% confidence level, assuming a 100% branching fraction for the leptoquark decay to a tau lepton and a bottom quark. In addition, this mass limit applies directly to top squarks decaying via an R-parity violating coupling. lambda(') (333). The search also considers a similar signature from top squarks undergoing a chargino-mediated decay involving the Rparity violating coupling. lambda(')(3jk). Each top squark decays to a tau lepton, a bottom quark, and two light quarks. Top squarks in this model with masses below 580 GeV are excluded at 95% confidence level. The constraint on the leptoquark mass is the most stringent to date, and this is the first search for top squarks decaying via. lambda(')(3jk). (C) 2014 The Authors. Published by Elsevier B. V.

Searches for electroweak neutralino and chargino production in channels with Higgs, Z, and W bosons in pp collisions at 8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for supersymmetry with razor variables in pp collisions at root s=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for monotop signatures in proton-proton collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Searches for supersymmetry using the M-T2 variable in hadronic events produced in pp collisions at 8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for anomalous production of events with three or more leptons in pp collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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].

Linking natural supersymmetry to flavour physics

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

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.

Measurement of the pair production of b-jets in proton-proton collisions at root out s = 7 TeV with the ATLAS detector

In hadronischen Kollisionen entstehen bei einem Großteil der Ereignisse mit einem hohen Impulsübertrag Paare aus hochenergetischen Jets. Deren Produktion und Eigenschaften können mit hoher Genauigkeit durch die Störungstheorie in der Quantenchromodynamik (QCD) vorhergesagt werden. Die Produktion von \textit{bottom}-Quarks in solchen Kollisionen kann als Maßstab genutzt werden, um die Vorhersagen der QCD zu testen, da diese Quarks die Dynamik des Produktionsprozesses bei Skalen wieder spiegelt, in der eine Störungsrechnung ohne Einschränkungen möglich ist. Auf Grund der hohen Masse von Teilchen, die ein \textit{bottom}-Quark enthalten, erhält der gemessene, hadronische Zustand den größten Teil der Information von dem Produktionsprozess der Quarks. Weil sie eine große Produktionsrate besitzen, spielen sie und ihre Zerfallsprodukte eine wichtige Rolle als Untergrund in vielen Analysen, insbesondere in Suchen nach neuer Physik. In ihrer herausragenden Stellung in der dritten Quark-Generation könnten sich vermehrt Zeichen im Vergleich zu den leichteren Quarks für neue Phänomene zeigen. Daher ist die Untersuchung des Verhältnisses zwischen der Produktion von Jets, die solche \textit{bottom}-Quarks enthalten, auch bekannt als $b$-Jets, und aller nachgewiesener Jets ein wichtiger Indikator für neue massive Objekte. In dieser Arbeit werden die Produktionsrate und die Korrelationen von Paaren aus $b$-Jets bestimmt und nach ersten Hinweisen eines neuen massiven Teilchens, das bisher nicht im Standard-Modell enthalten ist, in dem invarianten Massenspektrum der $b$-Jets gesucht. Am Large Hadron Collider (LHC) kollidieren zwei Protonenstrahlen bei einer Schwerpunktsenergie von $\sqrt s = 7$ TeV, und es werden viele solcher Paare aus $b$-Jets produziert. Diese Analyse benutzt die aufgezeichneten Kollisionen des ATLAS-Detektors. Die integrierte Luminosität der verwendbaren Daten beläuft sich auf 34~pb$^{-1}$. $b$-Jets werden mit Hilfe ihrer langen Lebensdauer und den rekonstruierten, geladenen Zerfallsprodukten identifiziert. Für diese Analyse müssen insbesondere die Unterschiede im Verhalten von Jets, die aus leichten Objekten wie Gluonen und leichten Quarks hervorgehen, zu diesen $b$-Jets beachtet werden. Die Energieskala dieser $b$-Jets wird untersucht und die zusätzlichen Unsicherheit in der Energiemessung der Jets bestimmt. Effekte bei der Jet-Rekonstruktion im Detektor, die einzigartig für $b$-Jets sind, werden studiert, um letztlich diese Messung unabhängig vom Detektor und auf Niveau der Hadronen auswerten zu können. Hiernach wird die Messung zu Vorhersagen auf nächst-zu-führender Ordnung verglichen. Dabei stellt sich heraus, dass die Vorhersagen in Übereinstimmung zu den aufgenommenen Daten sind. Daraus lässt sich schließen, dass der zugrunde liegende Produktionsmechanismus auch in diesem neu erschlossenen Energiebereich am LHC gültig ist. Jedoch werden auch erste Hinweise auf Mängel in der Beschreibung der Eigenschaften dieser Ereignisse gefunden. Weiterhin können keine Anhaltspunkte für eine neue Resonanz, die in Paare aus $b$-Jets zerfällt, in dem invarianten Massenspektrum bis etwa 1.7~TeV gefunden werden. Für das Auftreten einer solchen Resonanz mit einer Gauß-förmigen Massenverteilung werden modell-unabhängige Grenzen berechnet.

Search for charged Higgs bosons through the violation of lepton universality in t art events using collision data at sqrts=7 TeV with the AT experiment

In several extensions of the Standard Model, the top quark can decay into a bottom quark and a light charged Higgs boson H+, t -> bH(+), in addition to the Standard Model decay t -> bW. Since W bosons decay to the three lepton generations equally, while H+ may predominantly decay into tau nu, charged Higgs bosons can be searched for using the violation of lepton universality in top quark decays. The analysis in this paper is based on 4.6 fb(-1) of proton-proton collision data at root s = 7 TeV collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider. Signatures containing leptons (e or mu) and/or a hadronically decaying tau (tau(had)) are used. Event yield ratios between e+ tau(had) and e + mu, as well as between mu + tau(had) and mu + e, final states are measured in the data and compared to predictions from simulations. This ratio-based method reduces the impact of systematic uncertainties in the analysis. No significant deviation from the Standard Model predictions is observed. With the assumption that the branching fraction B(H+ -> tau nu) is 100%, upper limits in the range 3.2%-4.4% can be placed on the branching fraction B(t -> bH(+)) for charged Higgs boson masses m(H+) in the range 90-140GeV. After combination with results from a search for charged Higgs bosons in t (t) over bar decays using the tau(had) + jets final state, upper limits on B(t -> bH(+)) can be set in the range 0.8%-3.4%, for m(H+) in the range 90-160GeV.

Search for a heavy bottom-like quark in pp collisions at root s=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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)

Threshold effects on heavy quark production in gamma gamma interactions

The exchange of gluons between heavy quarks produced in e+e- interactions results in an enhancement of their production near threshold. We study QCD threshold effects in collisions. The results are relevant to heavy quark production by beamstrahlung and laser backscattering in future linear collider experiments. Detailed predictions for top-, bottom-, and charm-quark production are presented.

Lambda c(+), Sigma(c), and Lambda(b) hypernuclei in the quark-meson coupling model

Charmed (and bottom) hypernuclei are studied in the quark-meson coupling (QMC) model. This completes systematic studies of charmed (Lambda(c)(+), Sigma(c), Xi(c)), and Lambda(b) hypernuclei in the QMC model. Effects of the Pauli blocking due to the underlying quark structure of baryons, and the Sigma(c)N-Lambda(c)N channel coupling are phenomenologically taken into account at the hadronic level in the same way as those included for strange hypernuclei. Our results suggest that the Sigma(c)(++) and Xi(c)(+) hypernuclei are very unlikely to be formed. while the Lambda(c)(+), Xi(c)(0) and Lambda(b) hypernuclei are quite likely to be formed. For the Sigma(c)(+) hypernuclei, the formation probability is non-zero, though small. A detailed analysis is also made about the phenomenologically introduced Pauli blocking and channel coupling effects for the Sigma(c)(0) hypernuclei.