A search for the Standard Model Higgs Boson decaying to two muons in proton-proton collisions with the Compact Muon Solenoid experiment is performed. Building on top of the success of previous CMS analyses (CMS Run I campaign), results are presented using 35.9 fb−1 of data collected over the course of 2016 (CMS Run II campaign) at a center-of-mass energy of √s = 13 TeV. During the Long Shutdown 1 of the Large Hadron Collider, the CMS detector underwent substantial hardware changes. The second topic discusses the process of calibration of the CMS Hadron Forward Calorimeter in preparation for collisions after LS1. The final chapter discusses the process of building simulations of calorimeter systems. Walking through all the steps from geometry specification to readout definition the results for two standalone calorimeters are presented that have been proposed as potential replacements for respective CMS components.

Cette thèse a comme but la préparation à la recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au LHC, avec le détecteur ATLAS. <br /><br />Les problématiques qui sont étudiées s'articulent autour de la reconstruction du vertex H en deux photons, avec l'aide du calorimètre électromagnétique et du détecteur interne, et de la résolution en masse invariante diphoton.<br /><br />Des simulations différentes du détecteur ATLAS et les effets de la quantité de matière et des désalignements ont été étudiés. Des problématiques de calcul de la signification statistique ont également été discutées et le potentiel de découverte pour une basse luminosité integrée a été évalué.<br /><br />Une partie de la thèse se place dans le cadre des données CSC qui utilisent la plus récente simulation du détecteur ainsi que des méthodes de reconstruction mises au point et qui servent à effectuer une mise à jour de l'analyse effectuée par ATLAS. Toutes les étapes du traîtement du signal et du bruit de fond ont été discutées. Finalement on s'attend à voir un signal de 3 sigma avec une luminosité integrée de 10 fb-1

Le LHC est un collisionneur de protons, situé 100 mètres sous la frontière franco-suisse, conçu pour fonctionner à sqrt(s) = 14 TeV. Les premières collisions à sqrt(s) = 7 TeV ont eu lieu au début de l'année 2010, ouvrant la chasse aux nouvelles particules telles le boson de Higgs, les partenaires supersymétriques... Ces premières données ont permis aussi de faire des mesures de précisions afin de vérifier le fonctionnement du détecteur et de contraindre certains paramètre du Modèle Standard. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette thèse. Le travail présenté dans ce manuscrit s'articule en deux parties distinctes dont le but est de contraindre d'éventuels biais et sources d'erreurs systématiques pour permettre une première mesure précise de la masse du boson W au LHC. D'un point de vue technique, une analyse consistant à étudier les variations de température de l'argon liquide, dans lequel sont immergés les calorimètres a été menée afin de comprendre leur origine et de limiter leur contribution à l'incertitude sur l'échelle d'énergie des électrons. D'autre part, le travail a été focalisé sur les effets de polarisation, en développant et proposant trois mesures originales : la quantification de leur influence sur la détermination directe de MW au LHC, les mesures de fractions d'hélicité dans les données 2010 et une mesure de l'asymétrie de charge permettant de découpler les effets de PDFs des effets de polarisation, appliquée aux données 2010.

Ce travail présente les mesures de section efficace de production de photons isoles dans les collisions proton-proton avec l'expérience ATLAS au LHC, a une énergie de 7 TeV dans le centre de masse. Les résultats sont d'abord obtenus pour une luminosité intégrée de 880 nb−1, puis dans un deuxième temps pour une luminosité de 36 pb−1. Les mesures faites avec 880 nb−1 et 36 pb−1 couvrent, respectivement, les intervalles en énergie transverse 15 ≤ E < 100 GeV et 45 ≤ E < 400 GeV. Les résultats sont compares aux prédictions de la chromodynamique quantique perturbative à l'ordre NLO. Les premières études pour la recherche du Higgs dans le canal de désintégration en deux photons sont également présentées pour 38 pb−1 de données collectées par l'expérience ATLAS en 2010 (et plus récemment pour 210 pb−1 accumules en 2011). Les limites d'exclusion observées sont citées en fonction d'une masse de Higgs se situant dans l'intervalle 110-140 GeV.

Photoproduction has been used at colliders for decades in order to study hadronic properties of matter. The energy and luminosity of recent and future colliders allow probing also the electroweak sector through photon-photon and photon-proton interactions. At the HERA electron-proton collider, studies of the W boson production provide a stringent test of the Standard Model. At the LHC, photoproduction has to be separated from the overwhelming background of partonic interactions. A powerful ‘tagging’ technique can be introduced by adding special detectors placed far from the interaction point to detect forward scattered protons, usually present in photon-mediated processes. The HECTOR software package was written in order to provide accurate simulation of forward protons trajectories in the LHC beam-lines. These tools have been used in order to study the photoproduction of top quarks via flavor-changing neutral currents. This process is practically absent in the Standard Model, while it appears in some of its extensions. Detection of such a process would thus be an evidence for the existence of physics beyond the Standard Model.

<p>The mass of the $W$ boson is one of the most important parameters in the </p><p>Standard Model. A precise measurement of the $W$ boson mass, together </p><p>with a precise measurement of the top quark mass, can constrain the </p><p>mass of the undiscovered Higgs boson within the Standard Model </p><p>framework or give a hint for physics beyond the Standard Model. </p><p>This dissertation describes a measurement of the $W$ boson mass </p><p> through its decay into a muon and a neutrino using </p><p> $\approx$ 2.2 fb$^{-1}$ of $\sqrt{s} = 1.96$ TeV $p\bar{p}$ data taken </p><p> with the CDF II detector at Fermilab. We measure the $W$ boson mass </p><p> to be ($80.374 \pm 0.015_{\rm stat.} \pm 0.016_{\rm syst.}$) </p><p> GeV/c$^2$. This result, when combined with the $W$ mass </p><p> measurement in the electron channel, leads to the single most </p><p> precise $m_W$ value and greatly constrains the possible mass </p><p> range of the undiscovered Higgs boson.</p> / Dissertation

This thesis presents searches for a charged Higgs boson (H±) in proton-proton collisions with center-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV, using data collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider at CERN. Multiple search channels are used with the common characteristic of at least one charged lepton (electron or muon) that effectively reduces the multi-jet background and is used for efficient triggering. Charged Higgs bosons decaying to a tau lepton and a neutrino are searched for using final states with two charged leptons, or one charged lepton and a hadronically decaying tau. A significant background originates from quark- or gluon-initiated jets that may be misidentified as hadronic tau decays. Methods to estimate this background are presented, including a largely data-driven matrix method. Signal processes with a charged Higgs boson mass below or above that of the top quark are considered. With the dataset collected at a center-of-mass energy of 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 20.3 fb-1, upper limits at 95% confidence level are placed on the branching fraction B(t→bH±)×B(H±→τν) in the range 1.1–0.3% for charged Higgs boson masses between 80 GeV and 160 GeV, and on the top-quark associated H± production cross section in the range 0.93 to 0.03 pb for charged Higgs boson masses between 180 GeV and 1 TeV.

The search for the Higgs boson has been a cornerstone of the physics program at the Large Hadron Collider in Geneva Switzerland. The ATLAS experiment successfully discovered the Higgs using the so-called ‘Golden Channels’ of H0 -> gamma gamma and H0 -> ZZ(∗) using data samples collected during the 2011 and 2012 run periods. In order to check if the discovered Higgs is consistent with purely Standard Model behaviour, it is necessary to further confirm the existence of the Higgs in each production mode and decay channel predicted by the Standard Model. For this dissertation, a search for the Higgs was conducted using the H0 -> b bbar decay channel, where the Higgs is produced by the inverse pair decay of two weak bosons exchanged by a scattered quark pair, also known as Vector Boson Fusion (VBF). This analysis uses data samples collected during the 2011 run period by the ATLAS detector totalling 4.2 /fb of proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV. No excess of events above background expectation is observed and 95% confidence level upper limits on the Standard Model Higgs cross section times branching ratio, sigma(VBF) x BR(H0 -> b bbar), are derived for Higgs masses in the range 115 < mH < 130 GeV. An observed 95% confidence level upper limit of 18.7 times the Standard Model cross section is obtained for a Higgs boson mass of 125 GeV. / Graduate / 0798

This thesis examines the possible creation of (4+n)-dimensional black holes at Large Hadron Collider (LHC) at CERN, consequent decays of such black holes via Hawking radiation and probable formation of Higgs boson among black hole decay products. Firstly, a theoretical background was presented including black hole physics, Hawking radiation, large extra dimensions, brane-bulk models, 4+n black holes and Higgs mechanism. Then, a simulation modeling black hole formation and decay including 130 GeV Higgs as a decay product at LHC interfaced with a detector simulation of Compact Muon Selenoid (CMS) was analysed focusing especially on the Higgs decay channels and properties of Hawking radiation. Both theoretical assumptions and simulation analysis point out that black hole production and the signatures of black hole decay products could carry crucial information on dimensionality and structure of spacetime Furthermore there is a significant possibility to observe 130 GeV Higgs boson especially in the Black Hole -&gt / H -&gt / jj and Black Hole -&gt / H &amp / #8211 / &gt / WW/ZZ -&gt / lnln decay channels.

Thesis (Ph. D.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1992. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaves 115-118). Also available via the Internet.