O Modelo Padrão das partículas elementares descreve com sucesso as interações eletrofracas e fortes da natureza, quando comparado com todos os dados experimentais que temos ate hoje. Porém, ele apresenta problemas relacionados a origem da quebra da simetria eletrofraca assim como da hierarquia das massas dos fermions. A solução de ambos esses problemas requer a geração de grandes hierarquias estáveis. Essas hierarquias podem ser obtidas em uma classe de teorias quadridimensionais chamadas de teorias quiver de hierarquia completa, que são relacionadas a teorias de dimensões extras em AdS no limite de grande número de sítios. Mostramos que, assim como em teorias de dimensões extras curvas, existe um grau de liberdade leve associado com a quebra da invariância de escala, que pode ser identicado com um dílaton. Partindo da teoria extra-dimensional em um fundo, mostramos como esse dílaton leve também pode ser obtido em teorias quiver de hierarquia completa. / The standard model of particle physics successfuly describes the electroweak and strong interactions when compared with all the experimental data we have until now. However, it has problems regarding the origin of electroweak symmetry breaking as well as the hierarchy of fermion masses. The solutions of both these problems require the generation of large stable hierarchies. These can be obtained in a class of four-dimensional quiver theories called full-hierarchy quiver theories, which are related to extra dimensional theories in AdS, in the large-number-ofsites limit. We show that, just as in curved extra dimensional theories, there is a light degree of freedom associated with the breaking of scale invariance, which can be identied with a dilaton. Starting from an extra dimensional theory in an AdS5 background, we show how this light dilaton can be obtained in full-hierarchy quiver theories as well.

Nesta tese apresentamos um estudo de como as simetrias grandes podem tornar as soluções de problemas como o da violação CP forte, mais naturais. Em particular, trataremos de estensões SU(3) IND.C\"\"SU(3) IND.L\"U (1) IND.X do modelo Padrão. Veremos como uma simetria discreta grande torna automática, em nível clássico, a simetria de Peccei-Quinn. O áxion do tipo invisível tem a sua massa protegida contra os efeitos semi-clássicos de gravitação quântica através da simetria Z IND.N. O limite perturbativo desses modelos também é investigado. A classe de modelos em que a simetria discreta é quase automática tem a sua validade perturbativa apenas em uma escala de energia relativamente baixa, na ordem dos TeV. É, então, proposta a extensão com um conteúdo mínimo de representação adicional onde o limite perturbativo pode ser ampliado para escalas de mais de uma dezena de TeV; deixando, portanto, esses modelos mais atrativos do ponto de vista fenomenológiconas energias que estarão sendo alcançadas em um futuro próximo nos aceleradores de partículas. / In this thesis we perform a study about how large discrete symmetries can make problems solutions like the strong CP violation, more natural. In particular, we shall treat of a SU(3)cSU(3)LU(1)x Standard Model extension. We shall see how a large discrete symmetry makes, at the classical level, the Peccei-Quin symmetry automatic. The invisible axion has it mass protected against quantum gravity semi-classical effects by means of a Zn symmetry. The perturbative limit of some of those models is investigated. The class of models in which the discrete symmetry is almost automatic can be treated with perturbation theory only at energy scales below few TeV. It is, then, proposed a model extension with a minimal representation content which extends the perturbative limit to scales of tens of TeV; making, therefore, the models more atractives from the phenomenological point of view at the energies scalas to be reached in the near future.

Cette thèse a pour objet l'étude de divers sujets liés à la physique du LHC et à ses prédictions. Nous nous sommes dans un premier temps intéressés à la recherche au LHC d'un boson de Higgs léger ($M_H\simeq 120$ GeV) et boosté ($p_{t,H}>200$ GeV) dans le canal $pp\rightarrow WH$ et $pp\rightarrow ZH$ avec $H\rightarrow b\bar b$. Nous avons montré comment, à partir d'une analyse de la sous-structure des jets en deux étapes respectivement appelées ``mass-drop'' et ``filtering'', il est possible de réduire de manière significative les divers backgrounds (mass-drop) et d'améliorer la résolution en masse lors de la reconstruction du Higgs (filtering). Cela nous a permis de rendre prometteur ce canal de recherche au LHC, longtemps considéré comme trop difficile. A partir de là nous nous sommes concentrés plus particulièrement sur la procédure du ``filtering'', qui permet de supprimer autant que possible l'effet du bruit de fond diffus que constituent l'underlying-event et le pile-up, en majeur partie responsable de la dégradation de la résolution. Nous avons optimisé ses paramètres à partir d'une analyse semi-analytique, ce qui nous a conduits à l'étude de la structure des ``non-global'' logarithms qui interviennent lors du calcul de la distribution en masse du Higgs. Finalement, nous nous sommes penchés sur les processus dont la série perturbative présente une mauvaise convergence au next-to-leading (NLO) order pour certaines observables, une caractéristique que nous avions en particulier remarquée pour les processus Z+jet et W+jet à grand $p_t$ lors de notre première étude sur le Higgs. Cet aspect est important car cette mauvaise convergence induit une perte de confiance sur les prédictions résultant des calculs perturbatifs. Il devient donc nécessaire d'examiner les ordres supérieurs, ce que permet de façon approximative un nouvel outil que nous avons élaboré, appelé ``LoopSim'', qui combine divers ordres de la théorie des perturbations de manière à annuler les divergences molles et collinéaires qui apparaissent inévitablement.

In this dissertation, we present a study of WZ production in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV. The data analyzed was collected by the ATLAS detector and corresponds to an integrated luminosity of \(4.6 fb^{−1}\) provided by the Large Hadron Collider in 2011. We select WZ events in the fully leptonic decay mode with electrons, muons, and missing transverse energy in the final state. Events are required to have three isolated leptons with significant transverse momentum, a large missing transverse energy, a Z candidate reconstructed from two of the selected leptons, and a W candidate reconstructed from the missing transverse energy and third lepton. The major backgrounds to the WZ signal in the leptonic decay channel are Z+jets events, ZZ production, Z+photon events, and events with top quarks. We estimate the Z+jets and top quark background contributions from data and take the expected contribution for the other background processes from simulation. We observe 317 WZ candidates in data, with a background expectation of \(68\pm10\) events. The total production cross section is extracted from the selected sample using a maximum likelihood method and is determined to be \(19.0^{+1.4}_{-1.3} (stat) \pm0.9 (syst) \pm0.4 (lumi) pb\), which is consistent with the next-to-leading Standard Model prediction of \(17.6^{+1.1}_{-1.0} pb\). WZ production in the Standard Model includes a contribution from the WWZ triple gauge boson vertex. If new physics beyond the Standard Model exists and interacts with W and Z bosons, the coupling of the WWZ vertex could differ from the Standard Model prediction. We set limits on anomalous triple gauge boson couplings using the transverse momentum spectrum of Z bosons in the selected sample. We derive the 95% confidence interval for three model-independent anomalous triple gauge couplings using a frequentist approach and set the most stringent bounds to date on two of the three parameters. / Physics

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Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1997. / Vita. Includes bibliographical references (p. [115]-119).

Thesis (M.Sc.) - Carleton University, 2008. / Includes bibliographical references. Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (p. 67-69).

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2005. / Vita. Includes bibliographical references (p. 86-93).

Nesta tese apresentamos um estudo de como as simetrias grandes podem tornar as soluções de problemas como o da violação CP forte, mais naturais. Em particular, trataremos de estensões SU(3) IND.C\"\"SU(3) IND.L\"U (1) IND.X do modelo Padrão. Veremos como uma simetria discreta grande torna automática, em nível clássico, a simetria de Peccei-Quinn. O áxion do tipo invisível tem a sua massa protegida contra os efeitos semi-clássicos de gravitação quântica através da simetria Z IND.N. O limite perturbativo desses modelos também é investigado. A classe de modelos em que a simetria discreta é quase automática tem a sua validade perturbativa apenas em uma escala de energia relativamente baixa, na ordem dos TeV. É, então, proposta a extensão com um conteúdo mínimo de representação adicional onde o limite perturbativo pode ser ampliado para escalas de mais de uma dezena de TeV; deixando, portanto, esses modelos mais atrativos do ponto de vista fenomenológiconas energias que estarão sendo alcançadas em um futuro próximo nos aceleradores de partículas. / In this thesis we perform a study about how large discrete symmetries can make problems solutions like the strong CP violation, more natural. In particular, we shall treat of a SU(3)cSU(3)LU(1)x Standard Model extension. We shall see how a large discrete symmetry makes, at the classical level, the Peccei-Quin symmetry automatic. The invisible axion has it mass protected against quantum gravity semi-classical effects by means of a Zn symmetry. The perturbative limit of some of those models is investigated. The class of models in which the discrete symmetry is almost automatic can be treated with perturbation theory only at energy scales below few TeV. It is, then, proposed a model extension with a minimal representation content which extends the perturbative limit to scales of tens of TeV; making, therefore, the models more atractives from the phenomenological point of view at the energies scalas to be reached in the near future.