The rate of decay of the process W -> Wγ is well-defined by the Standard Model, so measured deviation is a strong but indirect indicator of non-Standard Model physics. Deviations of this coupling strength can be parameterized, in a model independent, general sense, into two parameters, Δk and λ.

This thesis presents the design qualification and construction of the Beam Scintillator Counter (BSC) for the CMS Collaboration at CERN in 2007 - 2008. The BSC detector is designed to aid in the commissioning of the Compact Muon Solenoid (CMS) during the first 2 years of operation and provide technical triggering for beam halo and minimum-bias events. Using plastic scintillator tiles mounted at both ends of CMS, it will detect minimum ionizing particles through the low-to-mid luminosity phases of the Large Hadron Collider (LHC) commissioning. During these early phases, the BSC will provide probably the most interesting and widely used data of any of the CMS sub-detectors and will be employed in the track based alignment procedure of the central tracker and commissioning of the Forward Hadron Calorimeter.

This thesis presents the design qualification and construction of the Beam Scintillator Counter (BSC) for the CMS Collaboration at CERN in 2007 - 2008. The BSC detector is designed to aid in the commissioning of the Compact Muon Solenoid (CMS) during the first 2 years of operation and provide technical triggering for beam halo and minimum-bias events. Using plastic scintillator tiles mounted at both ends of CMS, it will detect minimum ionizing particles through the low-to-mid luminosity phases of the Large Hadron Collider (LHC) commissioning. During these early phases, the BSC will provide probably the most interesting and widely used data of any of the CMS sub-detectors and will be employed in the track based alignment procedure of the central tracker and commissioning of the Forward Hadron Calorimeter.

No description available.

No description available.

L'expérience CMS (Compact Muon Solenoid), construite sur l'anneau du LHC (Large Hadron Collider), enregistre des données provenant des collisions proton-proton depuis 2 ans. L'alignement entre toutes les couches du trajectographe, sous-détecteur de CMS permettant la reconstruction et la mesure de l'impulstion des particules chargées, est effectué à l'aide de traces de particules créées lors de la collision et des traces créées par le passage de muons d'origine cosmique à travers ce détecteur. La première partie de ce livre sera dédiée à la reconstruction des traces de ces muons lors des collisions. Une nouvelle méthode, appelée reconstruction cosmique régionale, a été développée et mise en place. L'efficacité de 69% et le taux de faux de l'ordre de 1% permettent l'utilisation de ces traces pour l'alignement. La deuxième partie, portant sur l'analyse des données de collision, s'intéressera à la recherche de particules prédites par un modèle d'extension du Modèle Standard, la Supersymétrie, dans un scénario particulier, le scénario du Stop Léger. Dans le cas d'un fort mélange dans la troisième génération de squarks, le stop, partenaire supersymétrique du quark top, peut être léger. Dans l'analyse effectuée au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés au cas au mstop < mtop. Dans le MSSM avec conservation de la R-parité, le gluino serait formé par paire et se désintégrerait en un squark stop et un quark top. Le stop se désintégrerait quant-à-lui en un quark c et un neutralino, particule supersymétrique la plus légère du modèle, stable et interagissant faiblement. Aucun excès par rapport aux prédictions du Modèle Standard n'a été relevé en utilisant les 40pb-1 de données enregistrées par CMS en 2010. Les limites obtenues à 95% de niveau de confiance permettent d'exclure des masses de stop jusqu'à 175 GeV pour des masses de gluinos allant jusqu'à 350 GeV et des faibles différences de masses entre le stop et le neutralino / The CMS experiment (Compact Muon Solenoid), built on the ring of the LHC (Large Hadron Collider), is recording data from proton-proton collisions for 2 years now. The alignment between all layers of the tracker, the sub-detector of CMS allowing the reconstruction and the measurement of the momentum of charged particles, is made by using tracks of particles created during collisions and tracks created by the passage of cosmic muons through this sub-detector. A first part of the presentation will be dedicated to the reconstruction of the tracks of these cosmic muons during collisions. A new method, called regional cosmic reconstruction, was developed and implemented. The 69 % efficiency and the fake rate around 1 % allow to use these tracks for the alignment. The second part, dedicated to the analysis of collision data, will concern the search of particles predicted by a model of extension of the Standard Model, the Supersymmetry, in a particular scenario, the light Stop scenario. In the case of a strong mixing in the third generation of squarks, the stop, supersymmetric partner of the top quark, could be light. In the analysis developped during this thesis, we were interested in the case where the mstop < mtop. In the MSSM with R-parity conservation, the gluino would be created by pair and would decay in a stop squark and a top quark. Stop would decays in a c quark and a neutralino, the lightest supereymmetric particle of the model, stable and interacting weakly. No excess with regards to Standard Model predictions was observed in 40pb-1 of data recorded by CMS in 2010. The limits obtained at 95 % confidence level allow to exclude masses of stop until 175 GeV for masses of gluinos going up to 350 GeV and low differences of masses between stop and neutralino

Face à la nature inconnue de l'énergie noire et de la matière noire, des modèles à champ scalaire léger ont été proposés pour expliquer l'accélération tardive de l'expansion de l'Univers et l'apparente abondance de matière non baryonique dans l'Univers. Dans une première partie, cette thèse confronte de la façon la plus précise possible les données de cosmologie les plus récentes au modèle du Galiléon, une théorie de gravité modifiée possédant des propriétés théoriques particulièrement intéressantes. Des contraintes observationnelles sur les paramètres du modèle sont dérivées en utilisant les dernières mesures liées aux distances cosmologiques et à la croissance des grandes structures de l'Univers. Un bon accord est observé entre les données et les prédictions théoriques, faisant du Galiléon un modèle alternatif compétitif avec celui de la constante cosmologique. Dans une seconde partie, la production de Branons, particules scalaires candidates au statut de matière noire venant d'une théorie de dimensions supplémentaires, est recherchée dans les collisions proton-proton enregistrées en 2012 par l'expérience Compact Muon Solenoid auprès du Grand Collisionneur de Hadrons. Des événements présentant un photon et de l'énergie transverse manquante dans l'état final sont sélectionnés dans les données et comparés aux estimations des bruits de fonds attendus. Aucun excès d'événements n'étant observé, des limites expérimentales sur les paramètres de la théorie du Branon sont calculées. Elles sont les plus contraignantes à ce jour. Cette thèse se conclut par des arguments pour une description unifiée des deux modèles étudiés, dans le cadre des théories de dimensions supplémentaires. / The nature of dark energy and dark matter is still unknown today. Light scalar field models have been proposed to explain the late-time accelerated expansion of the Universe and the apparent abundance of non-baryonic matter. In the first part of this thesis, the Galileon theory, a well-posed modified gravity theory preserving the local gravitation thanks to the Vainshtein screening effect, is accurately tested against recent cosmological data. Observational constraints are derived on the model parameters using cosmological distance and growth rate of structure measurements. A good agreement is observed between data and theory predictions. The Galileon theory appears therefore as a promising alternative to the cosmological constant scenario. In the second part, the dark matter question is explored through an extra-dimension theory containing massive and stable scalar fields called Branons. Branon production is searched for in the proton-proton collisions that were collected by the Compact Muon Solenoid experiment in 2012 at the Large Hadron Collider. Events with a single photon and transverse missing energy are selected in this data set and compared to the Standard Model and instrumental background estimates. No signature of new physics is observed, so experimental limits on the Branon model parameters are derived. This thesis concludes with some ideas to reach an unified description of both models in the frame of extra-dimension theories.

This PhD dissertation presents the measurement of the cross section of jet production in association with a Z boson in proton-proton collisions at the Large Hadron Collider in CERN, with a center-of-mass energy of 8 TeV in 2012 and of 13 TeV in 2015. The data used for this analysis were collected by the Compact Muon Solenoid (CMS) detector, with an integrated luminosity of 19.6 fb-1 in 2012 and of 2.25 fb-1 in 2015. The differential cross section is measured as a function of jet multiplicity, jet transverse momentum and rapidity, and the scalar sum of jet transverse momenta. The rapidity correlations between the Z boson and jets are also measured benefiting from the large statistics of data taken in 2012. All distributions of measured observables are obtained after correcting detector effects using unfolding approach, and the results of two leptonic decaying channels of Z boson are combined. Coming along with the systematic and statistical uncertainties, the measurement is compared to different theoretical predictions at different accuracy levels. The predictions are from MADGRAPH 5, SHERPA 2 (for 8 TeV analysis only), MADGRAPH_AMC@NLO, and fixed next-to-next-to-leading order (for 13 TeV analysis only). Thanks to the unprecedented high energy and the large statistics of data, precision measurement is accomplished in a physical phase space never reached before. This measurement provides precise systematics for different theoretical models. It also quantifies the improvement with higher order of perturbative quantum chromodynamics calculations on matrix elements relative to the leading order multi-leg approach. In particular to the rapidity correlation study, new matching schemes (FxFx and MEPS@NLO) for next-to-leading order matrix elements and parton shower show significant improvements with respect to the MLM matching scheme for leading order multi-leg matrix elements and parton shower. This measurement also gives precise background estimation for the measurements of many other processes in Standard Model like top quark production and gauge boson couplings, and for new physics searches such as Supersymmetry. In this thesis, the jet energy correction and calibration for the high level trigger system of CMS are also depicted. From 2012 to 2015, the Large Hadron Collider was upgraded, not only with the center-of-mass energy of the beams enlarged, but also with the instantaneous luminosity increased. The time distance between two particle bunches in a beam is reduced. As a result, the reconstructed momenta of the jets produced in each bunch crossing are significantly contaminated by multiple interactions. A dedicated technical approach has been developed for correcting the reconstructed jet momenta. The corrections have been calibrated and configured for the data taking in 2015 and 2016. / Cette thèse présente une mesure de la section efficace de production de jets associés à un boson Z dans les collisions proton-proton du Grand Collisionneur de Hadron (LHC) situé au CERN, avec des énergies dans le centre de masse de 8 TeV et 13 TeV, respectivement pour les années 2012 et 2015. Les données utilisées pour cette analyse ont été collectées par le détecteur Compact Muon Solenoid (CMS). Elles constituent des échantillons de luminosités intégrées de 19.6 fb⁻¹ et 2.25 fb⁻¹, respectivement pour 2012 et 2015. Nous mesurons la section efficace différentielle en fonction de la multiplicité de jets, de l’impulsion transverse et de la rapidité des jets, et en fonction de la somme scalaire des impulsions transverses des jets. La corrélation entre les rapidités du boson Z et des jets est aussi mesurée et bénéficie de la large statistique prise en 2012. Toutes les distributions d’observables mesurées sont obtenues après corrections pour les effets détecteurs et les résultats des canaux de désintégration muonique et électronique du boson Z sont combinés. Tenant compte des incertitudes statistiques et systématiques, les mesures sont comparées à différentes prédictions théoriques ayant différents niveaux de précision. Les prédictions sont obtenues de MADGRAPH 5, SHERPA 2 (pour l’analyse à 8 TeV uniquement), MADGRAPH_AMC@NLO, et un modèle fixé au NNLO (pour l’analyse à 13 TeV uniquement). Par ces mesures de précisions, et en particulier celle de la corrélation de rapidités, nous avons acquis une compréhension plus approfondie de la chromodynamique quantique dans son régime perturbatif. Grâce à la plus haute énergie jamais atteinte en laboratoire, et à la grande statistique disponible, nous avons sondé avec précision des endroits de l’espace des phases jusque là inaccessibles.Dans cette thèse, les corrections et la calibration de l’énergie des jets pour le haut niveau de sélection de CMS est également présentée. Durant la période de 2012 à 2015, le LHC a été amélioré, non seulement l’énergie dans le centre de masse a augmenté, mais la luminosité instantanée a aussi été amplifiée. L’écart temporelle entre deux paquets de particules dans les faisceaux du LHC a été réduite. L’une des conséquences est que l’impulsion reconstruite pour les jets produits lors d’un croisement de faisceau à une contribution significative venant des multiples interactions ayant lieux lors du croisement des paquets. Une approche technique dédiée a été développée pour corriger l'impulsion des jets. Les corrections obtenues ont été calibrées aux données prises en 2015 et 2016. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Orientador: Pedro Galli Mercadante / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2012

The first 900 four-anode Photomultiplier Tubes (PMTs) have been evaluated for use in the 2013 Hadronic Forward (HF) calorimeter upgrade. HF is a part of the Compact Muon Solenoid (CMS), which is one of the two large general-purpose particle detectors of the Large Hadron Collider (LHC) at CERN in Geneva, Switzerland. HF requires 1728 PMTs. These small tubes are the sensitive light detectors that provide the output signals of HF. Before installing PMTs in HF, their quality control demands need to be satisfied. These tests, done at the University of Iowa, are designed in three categories to test seventeen different parameters for each PMT. The three most basic and most important groups of parameters are: dark current, gain (anode and cathode), and timing. There are secondary tests which are performed on a smaller percentage of the PMTs such as surface uniformity, double pulse and single photo-electron resolution. The PMTs that meet the specifications of HF will be sent to CERN where they are expected to be in use for at least a decade.