Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago R. F. P. Tomei / Banca: Alexandre Alves / Banca: Antonio Vilela Pereira / Banca: Gilvan Augusto Alves / Banca: Murilo Santana Rangel / Resumo: Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. Limites superiores com nível de confiança de 95% são estabelecidos para a seção de choque de produção da ressonância X decaindo em um par de bosons Z, para valores de massa MX no intervalo 800 - 3000 GeV. A exclusão esperada (observada) no valor de massa MX = 800 GeV é 154 fb (93 fb); para o valor de massa MX = 3000 GeV o valor de exclusão esperado (observado) diminui para 19 fb (15 fb). Um excesso com significância global igual a 2s é observado no ponto de massa MX = 1000 GeV. / Abstract: At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton-proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. Upper limits at 95% confidence level are set for the production cross section of a resonance X decaying to a pair of Z bosons, for values of mass MX in the range between 800 - 3000 GeV. The limit expected (observed) at MX = 800 GeV is 154 fb (93 fb); for the mass point MX = 3000 GeV the limit expected (observed) decreases to 19 fb (15 fb). A localised excess with global significance equal to 2s is observed in the mass point MX = 1000 GeV. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-15Bitstream added on 2014-06-13T19:12:26Z : No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_me_ift.pdf: 1319759 bytes, checksum: bc922e0bd52ff609b646c63b4019bf05 (MD5) / Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ )

Submitted by JOSÉ CUPERTINO RUIZ VARGAS null (jcruizva@ift.unesp.br) on 2017-06-12T17:27:11Z No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) Previous issue date: 2017-05-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. / At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton–proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. / FAPESP: 2012/24593-8

Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei / Banca: Aurore Savoy-Navarro / Banca: Oscar Jospe Pinto Éboli / Resumo: Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Abstract: In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Mestre

O ferro é o elemento mais abundante na Terra e tem importante papel em ciclos biogeoquímicos Neste trabalho foi desenvolvido um procedimento analítico automático para a determinação fotométrica de ferro em águas de rios, empregando um fotômetro baseado em LED e mini-bombas solenoide para o gerenciamento de soluções. O procedimento proposto foi baseado na reação do ferro (III) com o tiocianato de potássio formando um complexo avermelhado com máximo de absorção em 470 nm. Para a determinação de ferro total foi incluída uma etapa de oxidação em linha, usando uma solução de persulfato (S2O82-) como oxidante. O módulo de análises foi constituído por quatro mini-bombas solenoide e uma válvula solenoide de três vias. Para a obtenção de sinais foi construído um fotômetro composto por uma cela de fluxo com caminho óptico de 50 mm, um LED azul (\'lâmbda\'=470 nm) e um fotodetector. Visando utilizar este equipamento portátil para medidas em campo, foram empregadas duas baterias de 6 V para alimentar os dispositivos ativos. Os ensaios em laboratório mostraram que as baterias permitem uma autonomia de mais de 50 horas de trabalho sem recarregá-las. O procedimento desenvolvido apresentou as seguintes características analíticas: resposta linear entre as concentrações de 0,25 e 4,0 mg L-1, segundo a equação Y = (0,0183 ± 0,003) + (0,15326 ± 0,002)X (r=0,9997); limite de detecção 0,013 mg L-1 Fe (III) estimado com 99,7 % de confiança; desvio padrão relativo estimado em 0,95 % (n=15) obtido com uma solução de concentração de 1,5 mg L-1 Fe (III); frequência de amostragem de 50 determinações por hora. Os resultados obtidos pelo procedimento proposto e pelo de referência não apresentaram diferenças significativas com nível de confiança de 95 % / Iron is the most abundant element on Earth and plays an important role in biogeochemical cycles. In this work, an automatic analytical procedure was developed for the photometric determination of iron in river waters, employing a LED-based photometer and solenoid mini-pumps for solution handling. The proposed procedure was based on the reaction between iron (III) and potassium thiocyanate, yielding a red complex with maximum absorption at 470 nm. For the determination of total iron, an in line oxidation step was included, employing a persulfate solution (S2O82-) as oxidant. The module was constructed with four solenoid mini-pumps and a three-way solenoid valve. For data acquisition a photometer was constructed with a 50 mm optical path flow cell, a blue LED (\'lâmbda\'= 470 nm) and a photodetector. Envisioning the use of this portable equipment in field, two 6-Volt batteries were employed to supply energy to the active devices. Laboratory tests showed that the batteries provide more than 50 hours of operation without recharging. The proposed procedure showed the following analytical features: linear response between 0.25 and 4.0 mg L-1, according to the equation Y = (0.0183 ± 0.003) + (0.15326 ± 0.002) X (r = 0.9997); detection limit of 0.013 mg L-1 Fe (III), estimated with 99.7 % of confidence; relative standard deviation estimated as 0.95% (n = 15), obtained with a 1.5 mg L-1 Fe (III) solution; sampling rate of 50 determinations per hour.The results obtained with the proposed and reference procedure did not show significative differences at a 95% confidence level

O ferro é o elemento mais abundante na Terra e tem importante papel em ciclos biogeoquímicos Neste trabalho foi desenvolvido um procedimento analítico automático para a determinação fotométrica de ferro em águas de rios, empregando um fotômetro baseado em LED e mini-bombas solenoide para o gerenciamento de soluções. O procedimento proposto foi baseado na reação do ferro (III) com o tiocianato de potássio formando um complexo avermelhado com máximo de absorção em 470 nm. Para a determinação de ferro total foi incluída uma etapa de oxidação em linha, usando uma solução de persulfato (S2O82-) como oxidante. O módulo de análises foi constituído por quatro mini-bombas solenoide e uma válvula solenoide de três vias. Para a obtenção de sinais foi construído um fotômetro composto por uma cela de fluxo com caminho óptico de 50 mm, um LED azul (\'lâmbda\'=470 nm) e um fotodetector. Visando utilizar este equipamento portátil para medidas em campo, foram empregadas duas baterias de 6 V para alimentar os dispositivos ativos. Os ensaios em laboratório mostraram que as baterias permitem uma autonomia de mais de 50 horas de trabalho sem recarregá-las. O procedimento desenvolvido apresentou as seguintes características analíticas: resposta linear entre as concentrações de 0,25 e 4,0 mg L-1, segundo a equação Y = (0,0183 ± 0,003) + (0,15326 ± 0,002)X (r=0,9997); limite de detecção 0,013 mg L-1 Fe (III) estimado com 99,7 % de confiança; desvio padrão relativo estimado em 0,95 % (n=15) obtido com uma solução de concentração de 1,5 mg L-1 Fe (III); frequência de amostragem de 50 determinações por hora. Os resultados obtidos pelo procedimento proposto e pelo de referência não apresentaram diferenças significativas com nível de confiança de 95 % / Iron is the most abundant element on Earth and plays an important role in biogeochemical cycles. In this work, an automatic analytical procedure was developed for the photometric determination of iron in river waters, employing a LED-based photometer and solenoid mini-pumps for solution handling. The proposed procedure was based on the reaction between iron (III) and potassium thiocyanate, yielding a red complex with maximum absorption at 470 nm. For the determination of total iron, an in line oxidation step was included, employing a persulfate solution (S2O82-) as oxidant. The module was constructed with four solenoid mini-pumps and a three-way solenoid valve. For data acquisition a photometer was constructed with a 50 mm optical path flow cell, a blue LED (\'lâmbda\'= 470 nm) and a photodetector. Envisioning the use of this portable equipment in field, two 6-Volt batteries were employed to supply energy to the active devices. Laboratory tests showed that the batteries provide more than 50 hours of operation without recharging. The proposed procedure showed the following analytical features: linear response between 0.25 and 4.0 mg L-1, according to the equation Y = (0.0183 ± 0.003) + (0.15326 ± 0.002) X (r = 0.9997); detection limit of 0.013 mg L-1 Fe (III), estimated with 99.7 % of confidence; relative standard deviation estimated as 0.95% (n = 15), obtained with a 1.5 mg L-1 Fe (III) solution; sampling rate of 50 determinations per hour.The results obtained with the proposed and reference procedure did not show significative differences at a 95% confidence level

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um estudo preliminar da produção difrativa de mésons utilizando dados obtidos da colisão próton-próton, a energias de centro de massa de 7 TeV, com o experimento CMS-LHC. O trabalho inclui o desenvolvimento do algoritmo de reconstrução dos mésons D* através do canal de decaimento D*->D0 + pion (lento) ->K+pion, a medida da eficiência de detecção e reconstrução, e uma análise do comportamento de variáveis cinemáticas na produção difrativa dessas partículas, particularmente, das lacunas de rapidez. Para isso, foi utilizada uma luminosidade integrada de 3,171pb^(-1) de dados coletados no ano de 2010. As análises com os dados experimentais foram comparadas com os resultados obtidos com geradores de Monte Carlo PYTHIA6, PYTHIA8 e POMPYT. / In this work we present a very preliminary study of the diffractive production of mesons D* from proton-proton collisions, at center of mass energy of 7 TeV, with the CMS-LHC experiment. The decay channel where D*->D0 + pion (slow) ->K+pion was reconstructed and the efficiency was computed. An analysis of the dependence of the kinematical variables,particularly of the pseudo rapidity gap Δη, on the meson production was done. A total luminosity of 3.171pb^(-1) of data collected in the year of 2010 was analyzed, and the reconstructed data were compared to the ones obtained with PYTHIA6, PYTHIA8 and POMPYT generators.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um estudo preliminar da produção difrativa de mésons utilizando dados obtidos da colisão próton-próton, a energias de centro de massa de 7 TeV, com o experimento CMS-LHC. O trabalho inclui o desenvolvimento do algoritmo de reconstrução dos mésons D* através do canal de decaimento D*->D0 + pion (lento) ->K+pion, a medida da eficiência de detecção e reconstrução, e uma análise do comportamento de variáveis cinemáticas na produção difrativa dessas partículas, particularmente, das lacunas de rapidez. Para isso, foi utilizada uma luminosidade integrada de 3,171pb^(-1) de dados coletados no ano de 2010. As análises com os dados experimentais foram comparadas com os resultados obtidos com geradores de Monte Carlo PYTHIA6, PYTHIA8 e POMPYT. / In this work we present a very preliminary study of the diffractive production of mesons D* from proton-proton collisions, at center of mass energy of 7 TeV, with the CMS-LHC experiment. The decay channel where D*->D0 + pion (slow) ->K+pion was reconstructed and the efficiency was computed. An analysis of the dependence of the kinematical variables,particularly of the pseudo rapidity gap Δη, on the meson production was done. A total luminosity of 3.171pb^(-1) of data collected in the year of 2010 was analyzed, and the reconstructed data were compared to the ones obtained with PYTHIA6, PYTHIA8 and POMPYT generators.