Search for quark contact interactions and extra spatial dimensions using dijet angular distributions in proton–proton collisions at √s = 8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for physics beyond the standard model in events with two leptons, jets, and missing transverse momentum in pp 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)

Measurement of the W boson helicity in events with a single reconstructed top quark in p p collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Measurement of electroweak production of two jets in association with a Z boson in proton-proton collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Nuclear effects on the transverse momentum spectra of charged particles in pPb collisions at root s(NN)=5.02 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Combined measurement of the Higgs Boson Mass in pp collisions at root s=7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS experiments

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for standard model production of four top quarks in the lepton plus jets channel in pp collisions at root S=8 TeV

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Influence of a dynamical gluon mass in the pp and (p)over-bar-p forward scattering

We compute the tree level cross section for gluon-gluon elastic scattering taking into account a dynamical gluon mass, and show that this mass scale is a natural regulator for this subprocess cross section. Using an eikonal approach in order to examine the relationship between this gluon-gluon scattering and the elastic pp and (p) over barp channels, we found that the dynamical gluon mass is of the same order of magnitude as the ad hoc infrared mass scale m(0) underlying eikonalized QCD-inspired models. We argue that this correspondence is not an accidental result, and that this dynamical scale indeed represents the onset of nonperturbative contributions to the elastic hadron-hadron scattering. We apply the eikonal model with a dynamical infrared mass scale to obtain predictions for sigma(tot)(pp,(p) over barp), rho(pp,(p) over barp), slope B-pp,B-(p) over barp, and differential elastic scattering cross section d sigma((p) over barp)/dt at Tevatron and CERN-LHC energies.

Scheda di controllo JTAG per l'elettronica di readout del pixel detector dell'esperimento ATLAS

Il sistema di acquisizione dati del nuovo layer IBL di ATLAS conta attualmente 15 schede ROD attive sull’esperimento. In ognuna di queste schede sono presenti due catene JTAG per la programmazione e il test. La prima catena è facilmente accessibile da remoto tramite uno standard VME o Ethernet, mentre la seconda è accessibile solo tramite un programmatore JTAG. Accedere alla catena secondaria di tutte 15 le ROD è in primo luogo sconveniente poiché sarebbero necessari 15 programmatori diversi; in secondo luogo potrebbe risultare difficoltoso doverli gestire tutti da un unico computer. Nasce così l’esigenza di sviluppare un’elettronica aggiuntiva con funzione di controllo che riesca, tramite un unico programmatore, a distribuire un segnale JTAG in ingresso a 15 uscite selezionabili in maniera esclusiva. In questa tesi vengono illustrati i vari passaggi che hanno portato alla realizzazione del progetto ponendo attenzione alla scelta, al funzionamento e all’eventuale programmazione dei componenti elettronici che lo costituiscono. Per ogni parte è stato realizzato un ambiente hardware di prototipazione che ne ha garantito il test delle funzionalità. La scheda, basata su un microcontrollore ATmega 328-P, è attualmente in fase di completamento nel laboratorio di progettazione elettronica dell’INFN di Bologna. Il prototipo studiato e realizzato tramite il lavoro di questa tesi verrà anche utilizzato in ambiente CERN una volta che ne sarà convalidata l’affidabilità e potrà anche essere facilmente adattato a tutti gli esperimenti che usano un protocollo JTAG per la programmazione di dispositivi remoti.

USB monitor in LabVIEW per il controllo remoto delle schede DAQ del pixel detector di ATLAS

L’esperimento ATLAS al CERN di Ginevra ha un complesso sistema di rivelatori che permettono l’acquisizione e il salvataggio di dati generati dalle collisioni di particelle fondamentali. Il rivelatore per cui trova una naturale applicazione il lavoro di questa tesi è il Pixel Detector. Esso è il più vicino alla beam pipe e si compone di più strati, il più interno dei quali, l’Insertable B-Layer (IBL), aggiunto in seguito allo shut down dell’LHC avvenuto nel 2013, ha apportato diverse innovazioni per migliorare la risoluzione spaziale delle tracce e la velocità di acquisizione dei dati. E’ stato infatti necessario modificare il sistema di acquisizione dati dell’esperimento aggiungendo nuove schede chiamate ROD, ReadOut Driver, e BOC, Back Of Crate. Entrambe le due tipologie di schede sono montate su un apparato di supporto, chiamato Crate, che le gestisce. E’ evidente che avere un sistema remoto che possa mostrare in ogni momento il regime di funzionamento del crate e che dia la possibilità di pilotarlo anche a distanza risulta estremamente utile. Così, tramite il linguaggio di programmazione LabVIEW è stato possibile progettare un sistema multipiattaforma che permette di comunicare con il crate in modo da impostare e ricevere svariati parametri di controllo del sistema di acquisizione dati, come ad esempio la temperatura, la velocità delle ventole di raffreddamento e le correnti assorbite dalle varie tensioni di alimentazione. Al momento il software viene utilizzato all’interno dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Bologna dove è montato un crate W-Ie-Ne-R, speculare a quello presente al CERN di Ginevra, contenente delle schede ROD e BOC in fase di test. Il progetto ed il programma sviluppato e presentato in questa tesi ha ulteriori possibilità di miglioramento e di utilizzo, dal momento che anche per altri esperimenti dell’LHC le schede di acquisizione vengono montate sullo stesso modello di crate.

Angular distribution of Z(0 power) bosons in Z+jet events at the square root of S = 7 TeV

For the first time, the Z0 boson angular distribution in the center-of-momentum frame is measured in proton-proton collisions at [special characters omitted] = 7 TeV at the CERN LHC. The data sample, recorded with the CMS detector, corresponds to an integrated luminosity of approximately 36 pb–1 . Events in which there is a Z0 and at least one jet, with a jet transverse momentum threshold of 20 GeV and absolute jet rapidity less than 2.4, are selected for the analysis. Only the Z0's muon decay channel is studied. Within experimental and theoretical uncertainties, the measured angular distribution is in agreement with next-to-leading order perturbative QCD predictions.

Planar Edgeless Detectors for the TOTEM Experiment at the LHC

The TOTEM experiment at the LHC will measure the total proton-proton cross-section with a precision better than 1%, elastic proton scattering over a wide range in momentum transfer -t= p^2 theta^2 up to 10 GeV^2 and diffractive dissociation, including single, double and central diffraction topologies. The total cross-section will be measured with the luminosity independent method that requires the simultaneous measurements of the total inelastic rate and the elastic proton scattering down to four-momentum transfers of a few 10^-3 GeV^2, corresponding to leading protons scattered in angles of microradians from the interaction point. This will be achieved using silicon microstrip detectors, which offer attractive properties such as good spatial resolution (<20 um), fast response (O(10ns)) to particles and radiation hardness up to 10^14 "n"/cm^2. This work reports about the development of an innovative structure at the detector edge reducing the conventional dead width of 0.5-1 mm to 50-60 um, compatible with the requirements of the experiment.

Geant4 Hadronic Cascade Models and CMS Data Analysis : Computational Challenges in the LHC era

This work belongs to the field of computational high-energy physics (HEP). The key methods used in this thesis work to meet the challenges raised by the Large Hadron Collider (LHC) era experiments are object-orientation with software engineering, Monte Carlo simulation, the computer technology of clusters, and artificial neural networks. The first aspect discussed is the development of hadronic cascade models, used for the accurate simulation of medium-energy hadron-nucleus reactions, up to 10 GeV. These models are typically needed in hadronic calorimeter studies and in the estimation of radiation backgrounds. Various applications outside HEP include the medical field (such as hadron treatment simulations), space science (satellite shielding), and nuclear physics (spallation studies). Validation results are presented for several significant improvements released in Geant4 simulation tool, and the significance of the new models for computing in the Large Hadron Collider era is estimated. In particular, we estimate the ability of the Bertini cascade to simulate Compact Muon Solenoid (CMS) hadron calorimeter HCAL. LHC test beam activity has a tightly coupled cycle of simulation-to-data analysis. Typically, a Geant4 computer experiment is used to understand test beam measurements. Thus an another aspect of this thesis is a description of studies related to developing new CMS H2 test beam data analysis tools and performing data analysis on the basis of CMS Monte Carlo events. These events have been simulated in detail using Geant4 physics models, full CMS detector description, and event reconstruction. Using the ROOT data analysis framework we have developed an offline ANN-based approach to tag b-jets associated with heavy neutral Higgs particles, and we show that this kind of NN methodology can be successfully used to separate the Higgs signal from the background in the CMS experiment.

From the LHC to future colliders

Discoveries at the LHC will soon set the physics agenda for future colliders. This report of a CERN Theory Institute includes the summaries of Working Groups that reviewed the physics goals and prospects of LHC running with 10 to 300 fb(-1) of integrated luminosity, of the proposed sLHC luminosity upgrade, of the ILC, of CLIC, of the LHeC and of a muon collider. The four Working Groups considered possible scenarios for the first 10 fb(-1) of data at the LHC in which (i) a state with properties that are compatible with a Higgs boson is discovered, (ii) no such state is discovered either because the Higgs properties are such that it is difficult to detect or because no Higgs boson exists, (iii) a missing-energy signal beyond the Standard Model is discovered as in some supersymmetric models, and (iv) some other exotic signature of new physics is discovered. In the contexts of these scenarios, the Working Groups reviewed the capabilities of the future colliders to study in more detail whatever new physics may be discovered by the LHC. Their reports provide the particle physics community with some tools for reviewing the scientific priorities for future colliders after the LHC produces its first harvest of new physics from multi-TeV collisions.