Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho investigamos a produção e detecção de novas ressonâncias de uma extensão do Modelo Padrão, o modelo 331, no detector CMS. Este modelo prediz que o número de famílias de férmions seja múltiplo de número de cor dos quarks e apresenta como assinaturas características a existência de novos bósons como o Z' e os bi-léptons duplamente carregados. Concentramos na busca destas ressonâncias de alta massa decaindo em di-múons, no caso do Z', e no canal de 2 múons e 2 elétrons para os estudos sobre os bi-léptons. O método de verossimilhança foi utilizado para quantificar a probabilidade da descoberta do Z', que possui como fundo irredutível o processo Drell Yan. Estudamos também a produção de bi-léptons que são uma assinatura única deste modelo. / In this work, we study the production and detection of the new resonances of an extension of Standard Model, the 331 model, in the CMS detector. This model predicts that the number of fermion families to be a multiple of the number of quark colors and it has as special signatures new bosons, the Z' and the double charged bi-leptons. In the Z' boson analysis, we search it through modification in the mass spectrum of highmass dimuons pairs and for the double charged bi-leptons search in the 2 muons and 2 electrons decay channel. The potential discovery of Z' boson was estimated using the Likelihood Method where the Drell-Yan process is the main background. The bi-leptons are an exclusive signature of model, which was used to discriminate this model.

Neste trabalho foi realizado um estudo de colisões de íons pesados relativísticos usando um modelo hidrodinâmico com simetria cilíndrica e invariância de boost longitudinal. Foram utilizadas duas equações de estado, uma com píons livres e nucleons interagentes com massas modificadas pelo meio e outra com píons e nucleons livres e exclusão de volume. Para contemplar a possível formação do Plasma de Quarks e Glúons numa colisão nuclear relativística, em ambos os modelos foi incluída uma transição para uma fase de quarks e glúons livres. Foram calculadas distribuições de momento transversal para prótons e píons produzidos em colisões no AGS, no SPS e no RHIC. Os resultados obtidos com os dois modelos foram comparados entre si e com os dados experimentais, e concluímos que a modificação das massas das partículas devido ao efeito das interações na matéria altamente densa e quente como a que é formada numa colisão nuclear é uma possibilidade que não pode ser descartada. / In this work a study on relativistic heavy ion collisions was performed using a hydrodinamical model with cylindrical symmetry and longitudinal boost invariance. Two equations of state were used, one with free pions and interacting nucleons with medium modified masses and another with free pions and nucleons and volume exclusion. To implement the possible formation of the Quark-Gluon Plasma in a relativistic nuclear collision, in both models a transition to a phase of free quarks and gluons was included. Distributions for transverse momentum were computed for protons and pions produced in collisions at the AGS, SPS and RHIC. The results obtained with the two models were compared with each other and with the experimental data, and we concluded that the modification in the masses of the particles due to the interaction effects in the highly dense and hot matter, as the one formed in a nuclear collsion, is a possibility that cannot be dismissed.

Usando as Regras de Soma da QCD, testamos se a nova estrutura estreita, X(4350) recentemente observada pela Colaboração Belle, pode ser descrita como um estado molecular DsDs0 exótico JPC = 1+. Consideramos as contribuições dos condensados de dimensão oito, trabalhamos com os termos dominantes em s mantendo os termos lineares na massa do quark estranho ms. A massa obtida é igual a mDsDs0 = (5.05±0.19) GeV. Consideramos também uma corrente molecular 1+, DD0 e obtemos mDD0 = (4.92 ± 0.08) GeV. Concluímos que não é possível descrever a estrutura X(4350) como um estado molecular 1+ DsDs0. / Using the QCD sum rules we test if the new narrow structure, the X(4350) recently observed by the Belle Collaboration, can be described as a JPC = 1+ exotic DsDs0 molecular state. We consider the contributions of condensates up to dimension eight, we work at leading order in s and we keep terms which are linear in the strange quark mass ms. The mass obtained for such state is mDsDs0 = (5.05 ± 0.19) GeV. We also consider a molecular 1+, DD 0 current and we obtain mDD0 = (4.92 ± 0.08) GeV. We conclude that it is not possible to describe the X(4350) structure as a 1+ DsDs0 molecular state

Nesta dissertação, revisamos o desenvolvimento do mecanismo de Higgs e a sua importância para a estruturação do Modelo Padrão da física de partículas elementares sob um ponto de vista histórico e contemporâneo. Foi enfatizado como a introdução de um dubleto escalar complexo com as simetrias de gauge do modelo fez com que algumas partículas adquirissem massa. Foi apresentado o contexto da descoberta do bóson de Higgs consumada em 2012 e possíveis discrepâncias nos resultados obtidos no Large Hadron Collider que poderiam indicar a possibilidade de física nova, em especial no canal de decaimento H . Estudamos as contribuições para a largura deste bóson em dois fótons com a introdução de novas partículas fermiônicas e escalares. Uma síntese do cálculo da largura deste canal, assim como as técnicas envolvidas para realizá-lo, são apresentadas. Considerando apenas as duas contribuições dominantes, foi estimado um valor de 9,165 keV para a largura do decaimento, resultando em uma razão de ramificação de 2,24 · 10^. / In this dissertation, we review the development of the Higgs mechanism and its importance to the structure of the Standard Model of elementary particles physics from a historical and contemporary point of view. It was emphasized how the introduction of a complex scalar doublet with the gauge symmetries of the model induces some particles to acquire mass. It was presented the context of Higgs boson discovery accomplished in 2012 and possible discrepancies in the results obtained at the Large Hadron Collider which may indicate the possibility of new physics, in particular in the H decay channel. We studied the contributions to the width of this boson decay into two photons with the introduction of new fermionic and scalar particles. A synthesis of computation of this channel width, as well as techniques involved to accomplish it, are presented. Considering the only two dominant contributions, it was estimated a value of 9.165 keV for the decay width, resulting in a branching ratio of 2.24 · 10^{3}.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo de Moraes Gregores / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / O Large Hadron Collider (LHC) do CERN foi projetado e construído com o objetivo de proporcionar a observação de fenômenos na fronteira das altas energias. O Compact Muon Solenoide (CMS) é um dos quatros experimentos que observam o resultado das colisões hadrônicas de altas energias geradas pelo LHC, podendo medir com grande precisão diversos parâmetros do Modelo Padrão das interações fundamentais bem como propiciar o descobrimento de novos constituintes da matéria e suas interações. Em sua nova fase de operação, iniciada em junho de 2015 e prevista para durar até 2020, ele vem gerando colisões de prótons a 13 e 14 TeV, propiciando um ambiente de descobertas em regiões do espaço de fase ainda não acessíveis. O objetivo deste trabalho é investigar a possível existência de ressonâncias pesadas que tenham por sinal característico seu decaimento em bósons vetoriais massivos do Modelo Padrão, em particular em um par de bósons vetoriais VZ (V = W, Z). A existência de tais ressonâncias é prevista em muitas extensões do Modelo Padrão, tais como as que preveêm la existência de dimensões extras espaciais ou modelo Simplificados que descrevem novos bósons vetoriais de spin um. Estudaremos o indício da existência de tais ressonâncias analisando os sinais experimentais surgidos quando o bóson V decai em dois jatos hadrônicos e o bóson Z decai invisivelmente em dois neutrinos. / The Large Hadron Collider (LHC) at CERN was designed with the purpose to observe new phenomena on the high energies frontier. The Compact Muon Solenoid (CMS) is one of the four experiments that examine the outcome of hadronic collisions at high energies generated by LHC. It can measure with great accuracy various parameters of the Standard Model of fundamental interactions as well as facilitate the discovery of new constituents of matter and their interactions. In this new stage of operation, initiated in June 2015 and expected to last until 2020, the LHC generates collisions of protons at energies of 13 and 14 TeV, providing an environment of discoveries in regions of phase space still not accessible. The objective of this work is to investigate the existence of heavy resonances which have as characteristic signature, decaying in massive vector bosons of the Standard Model, particularly in a pair of vector bosons VZ (V = W, Z). These kind of resonances are predicted by many extensions of the Standard Model, such as models with extra dimensions or Simplified models that describe new vector bosons of spin one. We will examine the evidence of such resonances by analyzing the experimental signatures that arise when the V boson decays into two jets and the Z boson decays invisibly into two neutrinos.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Materiais poliméricos (plásticos e borrachas) abrangem uma proporção continuamente crescente de resíduos urbanos e industriais descartados em aterros, seus impactos no meio ambiente são cada vez mais preocupantes. A implementação de novas tecnologias em prol da redução dos resíduos poliméricos, aceitáveis do ponto de vista ambiental e a um custo eficaz, provou ser um grande problema, face às complexidades inerentes para a reutilização dos polímeros. A radiação ionizante tem capacidade para alterar a estrutura e propriedades dos materiais poliméricos. As borrachas butílicas e halobutílicas têm sido usadas em larga escala, numa variedade de aplicações tais como partes de pneus e artefatos diversos. O principal efeito do fóton de alta energia, como raios gama nas borrachas butílicas e butílicas halogenadas é a geração de radicais livres, acompanhada por mudanças nas propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho é desenvolver processos de degradação controlada (desvulcanização) de borrachas butílicas e halobutílicas (cloro e bromo), de modo a caracterizar sua disponibilidade para transformação e alteração de suas propriedades. Os resultados experimentais obtidos mostraramm que as borrachas butílica e halobutílicas irradiadas a 25 kGy e posteriormente cisalhadas podem ser usadas como ponto de partida para misturas com borracha virgem. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Márcio José Menon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_DanielAlmeida_M.pdf: 4182023 bytes, checksum: ab06bb58827a859896805f7809e62f4d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O tratamento teórico do espalhamento elástico de hádrons em altas energias constitui um problema em aberto, tanto para a teoria quântica de campos das interações fortes, a Cromodinâmica Quântica (QCD), quanto para as diferentes abordagens fenomenológicas. Neste trabalho apresentamos um estudo sobre o problema inverso do espalhamento elástico de hádrons nas representações de parâmetro de impacto e eiconal, especificamente, sobre a extração empírica das funções de perfil, recobrimento inelástica e eiconal a partir dos dados experimentais e com base somente em princípios e teoremas gerais em altas energias (independentes de modelo). Por condição de aplicabilidade e interesse atual o estudo é restrito ao espalhamento elástico próton-próton na região de energias de centro de momentos 19.4 a 62.5 GeV. Em particular, é introduzida uma nova representação para a Fórmula da Parte Real de Martin, independente de invariância de escala e adequada a parametrizações empíricas de dados experimentais. Através dessa representação e de duas outras parametrizações empíricas desenvolvidas previamente (vinculada e não-vinculada), determinam-se várias características da função de recobrimento inelástica e da parte imaginária da função eiconal (opacidade) no espa¸ co de momento transferido, destacando-se: (1) evidência de um efeito periférico ("cauda") na função de recobrimento inelástica na região de parâmetro de impacto acima de 2 fm; (2) desenvolvimento de parametrizações analíticas para essa função indicando componentes gaussinas com centros em 0.0, ~0 7 e ~1 3 fm; (3) evidência de um zero finito (troca de sinal) na função opacidade no espaço de momento transferido; (4) desenvolvimento de parametrizações empíricas para essa função indicando fatores de forma tipo produto de dois monopólos com parâmetros vinculados (e não dipolo) e um termo com zero; (5) estudo detalhado da determinação da função opacidade no espaço de momento transferido através da abordagem semi-analítica (métodos semi-analítico, de termo explícito e de termo explícito condicionado). Discutem-se também implementações que possam ser introduzidas em modelos eiconais, em especial inspirados em QCD, a partir dos resultados empíricos obtidos nesse trabalho / Abstract: The theoretical description of high-energy elastic hadron scattering constitutes an open problem in both, the underlying quantum field theory of strong interactions (QCD) and the phenomenological context. In this work the inverse problem in elastic hadron scattering is discussed in the impact parameter and eikonal frameworks, specifically a study on the empirical extraction of the profile, the inelastic overlap and the eikonal functions, from the experimental data and some principles and high-energy theorems (model independent). The analysis is limited to elastic proton-proton scattering in the center of momentum energy interval 19.4 - 62.5 GeV. In particular, a novel representation for the Martin¿s Real Part Formula is introduced but without the scaling property and suitable for empirical analysis. By means of this representation, and two other parametrizations previously introduced (constrained and unconstrained), several properties of the inelastic overlap function and the imaginary part of the eikonal (opacity) in the momentum transfer space are determined, in special: (1) evidence of a peripheral effect (tail) in the inelastic overlap function in the parameter impact space above 2 fm; (2) development of analytical parametrizations for this function leading to three gaussian components with centers at 0.0, ~0 7 and ~1 3 fm; (3) evidence of a finite zero (change of sign) in the opacity function in the momentum transfer space; (4) development of empirical parametrization for this function consistent with form factors as a product of two monopoles with constrained masses (not a dipole type) and a term with zero; (5) detailed discussion on the determination of the opacity function in the momentum transfer space through the semi-analytical approach. The applicability of these empirical results in the development of eikonal models (mainly those inspired in QCD) is also discussed / Mestrado / Reações Específicas e Fenomenologia de Partículas / Mestre em Física

O objetivo de investigar colisões de íons pesados no regime relativístico é de estudar os quarks e glúons em condições extremas de pressão, densidade e temperatura, reproduzindo as condições da matéria nos instantes iniciais da formação do universo. Nesse trabalho, a energia transversal ET foi investigada para colisões Au+Au no experimento STAR no RHIC a energias de feixe no intervalo de 7.7 à 200 GeV. A dependência do ET normalizado pelo número de participantes em função da centralidade e energia de colisão foi medida, bem como a dependência do ET dividido pela densidade de partículas carregadas em função da energia de colisão para colisões centrais. Os resultados desse estudo indicam que para energias menores do que 7.7 GeV, a energia transversal média por unidade de carga produzida varia significativamente com o aumento da energia de colisão, atingindo o limite de saturação para o intervalo de energias maiores do que 7.7 GeV, onde essa razão passa a ser praticamente constante em função da energia de colisão. Por fim, a componente eletromagnética da energia transversal também foi medida, e os resultados indicam que para as energias mais baixas o estado final é dominado por bárions, ao passo que para altas energias o mesmo é dominado por mésons. / The goal of relativistic heavy-ion collisions is to study the behavior of quarks and gluons under extreme conditions of pressure, density and temperature, such as those expected to have existed in the the beginning of the universe. In this work, the transverse energy ET was investigated for Au+Au collisions measured with the STAR experiment at RHIC with beam energies from 7.7 to 200 GeV. The centrality and collision energy dependence of ET per number of participants was measured, as well as the energy dependence for the ET per charged particles in central collisions. The results indicate that for collision energies less than 7.7 GeV the average transverse energy per unit charge varies significantly with increasing collision energy, reaching the saturation limit for energies higher than 7.7 GeV, where this ratio becomes almost constant. The electromagnetic fraction of the total ET was estimated, and the results are in agreement with a final state dominated by baryons, for lower energies, and a meson dominated state for higher energies.

Ce manuscrit décrit mon travail de thèse au sein de l’expérience CMS du collisioneur LHC. Il présente les deux sujets sur lesquels j’ai travaillé : un sujet orienté détecteur et un sujet orienté analyse de données. Le premier sujet, orienté détecteur, se situe dans le cadre du projet HL-LHCqui prévoit une augmentation de la luminosité instantanée d’un facteur cinq. Une telle augmentation et la conservation du système de haut niveaudu déclenchement (HLT), engendre de nouvelles contraintes sur le détecteurCMS. Notamment au niveau du système de déclenchement électronique. Lacollaboration CMS envisage d’implanter ce dernier au sein du détecteur detraces. Deux méthodes de déclenchement sont proposées : la méthode des modules empilés et la méthode des mémoires associatives. La méthode desmémoires associatives necessite toutefois une présélection intéligente des signauxélectriques pour être utilisable. La méthode de la largeur des amas estproposée conjointement par l’équipe de Fabrizio Palla (Pise) et par l’équipede Didier Contardo (IPNL) pour présélectionner les signaux. L’optimisation de cette méthode, en particulier des paramètres géométriques des modules etdes seuils appliqués pour la présélection des signaux électrique, est le résultatde mon travail. Il est détaillé tout au long de la partie III de ce manuscrit. Le deuxième sujet concerne l’analyse des données récoltées par CMS durant l’année 2011. Cette analyse a pour objectif de rechercher de nouvellesparticules dans le spectre de masse invariante top anti-top. De par sa grande masse, proche de la brisure électrofaible, le quark top joue un rôle prépondérantdans de nombreuses extensions du Modèle Standard. L’observation de résonances étroites dans le spectre pourrait en être le signe. L’analyseest subdivisée en trois parties : la sélection des évènements top anti-top, la reconstruction de la masse invariante top anti-top et une étude statistique pour quantifier la présence de nouvelle physique. Les résultats de ce travailsont des limites sur la section efficace de production de nouvelles particules.Ils sont présentés dans la partie IV du manuscrit. / This manuscript describes my thesis work within the CMS experiment ofthe LHC collider. It presents both subjects on which I worked : a detectorsubject and a data analysis subject. The first subject, detector, is situated within the framework of the HL-LHCproject which plans an increase by a factor five the instantaneous luminosity.Such an increase and the preservation of the high level trigger (HLT)system, generate new constraints on the CMS detector. This is particularly true for the electronic trigger (L1) system. The CMS collaboration intends to implant this within tracker detector. Two methods are proposed : the stubmodules method and the associative memorie method. However, associativememorie method require a clever preselection of electric signals to be usable.The cluster width method is jointly proposed by Fabrizio Palla’s team (Pisa) and by Didier Contardo’s team (IPNL) to preselecte electric signals. The optimization of this method, in particular geometrical parameters of modules and thresholds applied for the electric signals preselection, is the result of myown work. It is detailed throughout the part III of this manuscript. The second subject concerns the analysis of data collected by CMS during 2011. This analysis has for objective to look for new particles in the spectreof anti-top top invariant mass. Due to its big mass, close to the electroweak symmetry breaking energy, the top quark plays a important role in numerous extensions of the Standard Model. The observation of narrow resonances in the spectre could be the sign of new particles. The analysis is subdivided into three parts, the selection of top anti-top events, the reconstruction of top anti top invariant mass and a statistical study to quantify the presence of new physics. The results of this work are limits on the cross-section productionof new particles. They are presented in the part IV of this manuscript.

Since the construction of the IceCube Neutrino Observatory was completed in 2010, many amazing discoveries have been made in the field of neutrino physics. Recently a neutrino event has been linked to an blazar-type active galactic nucleus source, bringing us one step closer to understanding the production of high-energy extragalactic neutrinos and ushering in a new era of multimessenger astronomy. This was found by linking the neutrino event to one of the Fermi Collaboration’s gamma ray sources which had a blazar counterpart. The quest to link other neutrino events to AGN (active galactic nuclei) sources through collaboration with the Fermi Large Area Telescope has turned up some interesting candidates. The fact that some of these potential sources are not blazars is curious and, although unconfirmed as neutrino sources, these objects merit further investigation due to their unusual nature.