Inelastic muon-nucleon interactions will be studied using the nuclear emulsion technique. The momentum of the primary muon beam is 15.8 GeV/C. Muons and other leptons of high energy make excellent probes to study mucleon structure. Muon beams of small contamination, using accelerators, became available in 1965, but the data is limited.In this experiment, we will scan several nuclear emulsion pellicles for muon-nucleon inelastic scatters and study the angular distribution of the scattered muon at 15.8 GeV/C. The results will be compared with previous data and also with the theoretical form factor predictions at this momentum.Ball State UniversityMuncie, IN 47306

Ce mémoire est une synthèse de mes activités postdoctorales au sein de l'expérience LHCb, en cours d'installation auprès du grand collisionneur de hadrons LHC au Cern, à Genève. Dans le chapitre 1, j'introduis les bases phénoménologiques nécessaires à l'étude de la physique des saveurs en montrant que cette dernière s'inscrit au coeur du modèle standard. Je rappelle les limitations de ce modèle. Puis j'explique comment la physique des saveurs en général, et plus particulièrement celle effectuée à LHCb, permet de rechercher de la nouvelle physique ou de la contraindre. Dans le chapitre 2, après une rapide présentation du détecteur LHCb, je présente le trigger de niveau zéro à muons, en développant deux aspects sur lesquels j'ai plus particulièrement travaillé: la résistance aux radiations des transmetteurs opto-électroniques et les performances physiques simulées du trigger. Le chapitre 3 synthétise les activités liées à l'étiquetage de la saveur des mésons B, activités dont je suis co-organisateur depuis mai 2005. Enfin au chapitre 4, après un rappel des progrès récents accomplis en physique des saveurs lourdes, je donne un aperçu des performances attendues de LHCb, pour quelques mesures clés. Je détaille notamment un aspect auquel j'ai pris part: la recherche de nouvelle physique dans les diagrammes pingouins b->s.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 1983.

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Ce travail de thèse se situe dans le cadre de l'experience ATLAS au LHC. Une première partie du travail présenté dans ce document porte sur l'étalonnage temporel du calorimètre à argon liquide d'ATLAS (LAr). Le control de l'alignement temporel du calorimètre est important pour la bonne qualité de l'énergie reconstruite dans le calorimètre. Les résultats présentésdans cette thèse ont permis une amélioration de 30% de la résolution temporelle globale du calorimètre LAr.Le Modèle Standard de la physique des particules prédit, lors des collisions de protons, la production de bosons faibles W et Z par paire via l'interaction d'un quark et d'un anti-quark. La production de dibosons peut être sensible aux couplages des bosons vecteurs entre eux. Une déviation anomale de ces couplages par rapport aux valeurs prédites par le MS pourrait signer la présence de nouvelle physique. L'exploitation de toute la statistique des données 2012 d'ATLAS nous a permis d'accroitre la précision de la mesure de ces couplages par rapport aux précédents résultats basés sur des lots de données moindres. Cette thèse présente donc la mesure de la section efficace de production des dibosons WZ utilisant l'ensemble de données collectées par ATLAS en 2012 lors de collisions p-p au LHC à une énergie de 8 TeV au centre de masse. Avecla statistique disponible, le rapport des sections efficaces de production des événements W^+Z et W^-Z a pu être aussi mesuré. Cette dernière mesure n'avait pu être effectuée jusqu'alors en utilisant les données 2011 en raison du manque de statistique. Enfin, des mesures de section efficaces différentielles normalisées en fonction de quatre variables cinématiques ont aussi étéeffectuées. La précision sur la section efficace integrée mesurée est de 5.5%, ce qui est atteint en réduisant l'incertitude statistique par 55% par rapport aux précédents résultats d'ATLAS. Ainsi, les incertitudes expérimentales des mesures ont commencé à se rapprocher des incertitudes des prédictions théoriques. Ceci est prometteur pour les futures mesures au LHC avec beaucoup plus de statistique où l'on s'attend alors à une augmentation significative de la précision expérimentale. / This thesis is performed in the frame of the ATLAS experiment at the LHC.A first part of the work presented in this document consists on the time calibration of the ATLAS Liquid Argon (LAr) calorimeter. The control of the time alignment of the calorimeter is important for the goodness of the quality of the energy reconstructed in the calorimeter. The results presented in this thesis have allowed an improvement of 30% of the global time resolution of the LAr calorimeter.The Standard model of particle physics predicts, during proton collisions, the production of the W and Z weak bosons as a pair due to the interaction of a quark with an anti-quark. The diboson production can be sensitive to the couplings between vector bosons.An anomalous deviation of these couplings from the prediction of the SM would point to the presence of new physics.The use of the full statistics of the 2012 ATLAS data allowed us to increase the precision of the measurement of these couplings compared to previous results based on smaller datasets.This thesis presents therefore the measurement of the WZ dibosons production cross section using the full 2012 data collected by the ATLAS experiment from the p-p collisions at the LHC at a center-of-mass energy of 8~TeV. Also, with the available statistics the ratio of the production cross sections of W^+Z and W^-Z events were measured. This measurement was not performed previously using the 2011 data due to a lack of statistics. Finally, measurements of the normalized differential cross section as a function of four kinematic variables were also performed.The precision on the measured integrated cross section is 5.5% which is reached mainly by the reduction of the statistical uncertainty by 55% with respect to the previous ATLAS results. Therefore, the order of magnitude of the experimental uncertainties on the measurement started to approach that of the theoretical predictions. This is promising for future measurements at the LHC as with higher statistics the experimental precision is expected to overcome the theoretical one.

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Orientador: Ernesto Kemp / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:36:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_MonicaSoares_M.pdf: 4211832 bytes, checksum: 7414fb6290c92c79d1f11b0fdd3707db (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O estudo da radiação cósmica é de extrema importância para a astrofísica. Partículas oriundas de diferentes locais, tanto do sistema solar, quanto fora dele, chegam constantemente à Terra, carregando muitas informações a respeito da sua origem. Quando essas partículas encontram a atmosfera terrestre da-se início a uma cascata de partículas secundárias resultantes da interação do raio cósmico primário com a atmosfera. Dessa chuva de partículas secundárias, os múons são as partículas carregadas mais abundantes que chegam à superfície da Terra. Múons são altamente penetrantes, o que pode representar um problema muito grande em ex- perimentos, mesmo que subterrâneos, de outras partículas. Devido ao seu grande número, eles se tornam extremamente necessários em reconstruções de chuveiros atmosféricos para obtenção de informações a respeito da partícula primária. Tendo conhecimento de suas características, como por exemplo fluxo, ruídos em experimentos podem ser tratados e outros estudos podem ser otimizados. A intensidade de múons na superfície terrestre é bem conhecida como sendo anisotrópica e com uma dependência do ângulo zenital da forma ? (?) = ?0?osn(?). Por simplicidade nos cálculos, este expoente n é freqüentemente utilizado com valor igual a 2, mas estudos mostram que este parâmetro possui dependência com a posição geográfica e com a faixa de energia dos múons em questão. Esta dissertação propõe um método simples para a precisa determinação do expoente n e da intensidade vertical de múons simultaneamente, que pode ser realizado de maneira rá- pida em qualquer laboratório de raios cósmicos, utilizando detectores de partículas, que juntos formam o chamado Telescópio de Múons. Como resultado da aplicação do método no Laboratório de Léptons em Campinas - SP, foi obtido um valor de n de aproximadamente 2.30 e um valor para a intensidade vertical de múons em torno de 146.40? z/m2sr. Dados muito satisfatórios e de acordo com outros experimentos semelhantes já realizados anteriormente no Laboratório. O método também foi aplicado no Fermilab, localizado nos Estados Unidos. Nesta outra loca- lização geográfica, os resultados diferiram bastante dos obtidos em Campinas, com n aproxima- damente 3.66 e intensidade vertical de múons em torno de 158.33 ? zm-2sr-1. O mesmo experimento com o telescópio será realizado em outras posições geográficas afim de se verificar o comportamento do expoente n e da intensidade vertical de múons em diferentes locais / Abstract: The study of cosmic radiation is of utmost importance to astrophysics. Particles from different locations, from inside the solar system, and outside it, constantly arrive on Earth, carrying a lot of information about its origin. When these particles arrives to Earth¿s atmosphere they initiate a cascade of secondary particles resulting from the interaction of the primary cosmic ray with the atmosphere. From this rain of secondary particles, muons are the most abundant charged particles that reach the Earth¿s surface.Muons are highly penetrating, which can be a very big problem in some experiments, even if underground, of other particles. Because of their large number, they become extremely necessary in reconstructions of air showers to obtain information about the primary particle. Having knowledge of its characteristics, such as flux and distribution, noise in some experiments can be treated and other studies can be optimized.Muon intensity in the Earth¿s surface is well known to be anisotropic and has dependence on the zenith angle of ? (?) = ?0 cosn(?). For simplicity in the calculations, this n exponent is often used with a value of 2, but studies show that this parameter has dependence on the geographical position and on the energy range of muons in question. This dissertation proposes a simple method for accurate determination of the exponent n and muon vertical intensity simultaneously, that can be determined quickly in any laboratory cosmic rays using a particle detector, which was called Muon Telescope. As a result of the application of the method on the Leptons Laboratory, in Campinas - SP - Brazil, the value for n that was obtained is about 2.30 and a value for the vertical intensity of muons around 146.40? z/m2sr. This data is very satisfactory and according to similar experiments previously conducted at the Laboratory.This method was applied on Fermilab, located at the United States. On this new geographical location, the results were different from that obtained at Campinas, with n about 3.66 and the vertical intensity around 158.33 ? zm-2sr-1.The same experiment with the telescope will be held in other geographical locations in order to check the n exponent behavior and the muon intensity at different locations / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Anderson Campos Fauth / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T23:49:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasconcelos_DeboraNunesBarrosde_M.pdf: 12164737 bytes, checksum: b673ae31e92a75895beeb827173604e6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Desde os lançamentos dos satélites científicos, o estudo do Sol e a influência dos seus eventos nà Terra tem sido aprofundado constantemente devido as possíveis consequências no clima da Terra e a danos nos sistemas de comunicações. Entretanto, os detectores embarcados nos satélites tem limitações que não permitem medições de energias das partículas energéticas solares superiores a algumas centenas de MeV. Neste trabalho é descrita a construção, instalação e montagem do telescópio de múons, em Campinas-SP, denominado Muonca, para detecção dessas partículas da radiação cósmica secundária, originadas na atmosfera principalmente por interações de prótons. O principal objetivo deste experimento é a detecção de eventos solares transientes numa faixa de energia superior àquela operada pelos satélites. O fato do telescópio estár dentro, e próximo da região central, da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, permite uma melhor detecção de partículas carregadas provenientes do espaço externo, pois o fluxo de partículas nessa região é maior. Foram construídos quatro detectores de partículas utilizando placas de cintilador plástico e tubos fotomultiplicadores que em conjunto formam os telescópios de múons do Muonca. Esses telescópios detectam múons verticais e inclinados a 45 graus vindos da direção Leste e da direção Oeste. Após a montagem do telescópio, a sua caracterização de eficiência de contagem foi realizada o seu valor é de (96,8 ± 0,4)%. O coeficiente barométrico foi medido, sendo seu valor igual a ? =(0,22 ± 0,04)%/mbar, condizente com outros experimentos de múons. Dados de 01 de abril de 2014 até 31 de janeiro de 2015 foram analisados e o mês de setembro de 2014 foi estudado detalhadamente. Neste mês foram um evento de decréscimo de Forbush da ordem de 1%. Os resultados do Muonca foram comparados com os resultados do monitor de nêutrons McMurdo o qual detectou o mesmo evento. Uma análise utilizando os resultados do satélite GOES15 da NASA mostrou que este Forbush foi originada por três CMEs, sendo que duas dessas ejeções foram associadas a flares de classe M4.6 e X1.6. O experimento Muonca foi construído com sucesso e está operando continuamente, permitindo o estudo da física solar através da detecção de múons no solo terrestre / Abstract: Since the launch of scientific satellites to study the Sun and the influence of their events on Earth has been constantly deepened because of the possible consequences in Earth's climate and the damage to the communications systems. However embedded in the satellite detectors have limitations relating to measurements of energies of the solar energetic particles larger than a few hundred MeV. This work describes the construction, installation and assembling of the muon telescope in Campinas-SP, called Muonca, to detect these particles of secondary cosmic radiation, originated in the atmosphere mainly by proton interactions. The main objective of this experiment is the detection of solar transient events in a higher energy that operated by satellites. The fact that the telescope be within, and near the central region of the South Atlantic Magnetic Anomaly, allows better detection of charged particles coming from outer space because the flux of particles in this region is higher. Four particle detectors, using plastic scintillator and photomultiplier tubes, which together form the muon telescopes Muonca were constructed. These telescopes detect vertical and inclined at 45 degrees muons coming from the East and West direction. After mounting the telescope, its counting efficiency was measured and its value is (96,8 ± 0,4)%. The barometric coefficient was measured, and its value of ? =(0,22 ± 0,04)%/mbar was obtained, beeing consistent with other muon experiments. Data from April 1st 2014 to January 31th 2015 were analyzed and September 2014 has been studied in detail. In this month the Muonca detected a Forbush decrease of the order of 1%. The results of Muonca were compared with the results of McMurdo neutron monitor which detected the same event. An analysis using the results of GOES15 NASA satellite showed that this Forbush originated three CMEs, and two of those ejections were associated with flares of M4.6 and x1.6 class. The Muonca experiment was successfull constructed and is operating continuously, allowing the study of solar physics through the muon detection in terrestrial soil / Mestrado / Física / Mestra em Física / 2012/1139485 / 2011/50193-4 / CAPES / FAPESP

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Le sujet de cette thèse porte sur la recherche de nouvelles résonances massives se désintégrant en une paire d’électrons ou une paire électron-muon avec le détecteur CMS, installé auprès du Grand Collisionneur du Hadrons (LHC) au CERN. Les données analysées correspondent à l’ensemble des collisions proton-proton enregistrées par le détecteur en 2012 à une énergie dans le centre de masse de 8 TeV. Après une brève introduction au modèle standard des particules élémentaires et à quelques unes des théories allant au-delà, le LHC et le détecteur CMS sont présentés. La reconstruction des différentes particules créées lors des collisions, en particulier des électrons et muons de haute énergie, est ensuite discutée. Deux analyses séparées sont menées.<p>La première consiste en la recherche d’une nouvelle résonance étroite, plus massive que le boson Z, dans le spectre de masse invariante des paires d’électrons, dont la principale contribution, dans le modèle standard, provient du processus de Drell–Yan. De telles résonances sont notamment prédites par des modèles dits de grande unification ou à dimensions spatiales supplémentaires. Le bruit de fond provenant des processus du modèle standard étant réduit dans la région étudiée, quelques événements localisés peuvent suffire pour mener à une découverte, et la sélection des électrons est optimisée afin de ne perdre aussi peu d’événements que possible. Les différentes contributions des bruits de fond sont partiellement estimées à partir de simulations. Une méthode basée sur le spectre de masse invariante des paires électron-muon mesuré dans les données est développée pour valider la contribution du second bruit de fond en terme d’importance. Aucun excès n’est observé par rapport aux prédictions du modèle standard et des limites supérieures à 95% de niveau de confiance sont placées sur le rapport entre la section efficace de production multipliée par le rapport de branchement d’une nouvelle résonance et celle au pic du boson Z. Ces limites sont ensuite converties en limites inférieures sur la masse de différentes particules hypothétiques de spin 1 ou de spin 2.<p>La seconde analyse consiste en une recherche de résonances massives et étroites dans le spectre de masse invariante des paires électron-muon. De telles résonances briseraient la conservation du nombre leptonique tel que prédit par le modèle standard. Cette possibilité existe cependant dans certains modèles de nouvelle physique. C’est notamment le cas pour un modèle à dimensions supplémentaires où apparaissent des nouveaux bosons neutres lourds. La sélection des événements demande un électron de haute énergie comme dans l’analyse précédente, et un muon de grande impulsion transverse. La stratégie de recherche est similaire au cas des paires d’électrons :le fait de rechercher un signal étroit rend l’analyse statistique très peu sensible aux erreurs systématiques affectant la normalisation absolue du spectre de masse électron-muon. Comme aucune déviation significative n’est observée par rapport aux prévisions du modèle standard, des limites supérieures sur la section efficace multipliée par le rapport de branchement sont établies pour le modèle à dimensions spatiales supplémentaires. Étant données les faibles valeurs théoriques de la section efficace de production des résonances violant la conservation de la saveur dans ce modèle, la quantité de données analysées ne permet pas d’en déduire une limite inférieure sur leur masse. Cette analyse représente néanmoins la première recherche directe avec l’expérience CMS, de bosons massifs, se désintégrant avec violation du nombre leptonique, en une paire électron-muon.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished