Experimento CMS - Brasil
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- Madalena Figueiredo de Andrade
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1 Experimento CMS - Brasil Relatório de Atividades Introdução O principal objetivo do experimento CMS é o estudo das leis fundamentais da Natureza em energias muito altas. Além de haver descoberto o bóson de Higgs, a última peça que faltava no Modelo Padrão de Física de Partículas, o CMS é capaz de investigar a existência de novas partículas, interações e realizar medidas de precisão do Modelo Padrão. Durante o ano de 2013 o CMS analisou os dados obtidos nos anos de 2011 (7 TeV) e 2012 (8 TeV) e realizou o upgrade do experimento, preparando-se para o reinício do LHC em início de 2015 à energia de 13 TeV. Os resultados das análises dessas observações foram apresentados em 92 artigos científicos publicados em revistas indexadas. Contando com 25 autores doutores, a participação do grupo brasileiro no experimento em 2013 resultou, entre outros, na produção de três dissertações de mestrado, duas teses de doutorado, diversas notas internas e várias apresentações em conferências em nome da colaboração. 2 Lista de Autores Doutores 1. Alberto Santoro UERJ 2. André Sznajder UERJ 3. Angelo dos Santos UFABC 4. Antonio Pereira UERJ 5. Carley Martins UERJ 6. Dilson Damião UERJ 7. Edmilson Manganote UNICAMP/UERJ 8. Eduardo Gregores UFABC 9. Gilvan Alves CBPF 10. Helena Malbouisson UERJ 11. Hélio Nogima UERJ 12. Javier Santaolalla - UERJ 13. Jose Chinellato UNICAMP/UERJ 14. Luiz Mundim UERJ 15. Magdalena Malek UERJ 16. Maria Elena Pol CBPF 17. Pedro Mercadante UFABC 1
2 18. Sandra Padula UNESP 19. Sandro Fonseca UERJ 20. Sérgio Novaes UNESP 21. Sunil Dogra UNESP 22. Thiago Tomei UNESP 23. Wagner Carvalho UERJ 24. Wanda da Silva UERJ 3 Demais Membros do Experimento 1. Ailton Shinoda Engenheiro UNESP 2. Alan Malta Rodrigues Engenheiro UERJ 3. Alessandro Sach Engenheiro CEFET 4. Ana Beatriz Franco Engenheiro UERJ 5. Analu Custódio Estudante UERJ 6. Arthur Moraes Pesquisador Doutor CBPF 7. Carsten Hensel Pesquisador Doutor CBPF 8. Cesar Augusto Bernardes Estudante de Doutorado UFABC 9. Clemencia Mora Herrera Pesquisador Doutor CBPF 10. David Romero Abad Estudante de Doutorado UFABC 11. Diego Matos Figueiredo Estudante de Doutorado UERJ 12. Douglas Milanez Engenheiro UERJ 13. Eduardo Bach Técnico UNESP 14. Eduardo Coelho Estudante UERJ 15. Eduardo Revoredo Engenheiro UERJ 16. Eliza Melo da Costa Estudante de Doutorado UERJ 17. Ewerton Belchior Batista Das Chagas Estudante UERJ 18. Fabiana Fortes Rodrigues Estudante UERJ 19. Jadir Marra Da Silva Técnico UNESP 20. Jaime Miguel Medina Estudante UNICAMP 21. John David Gomez Aguirre Estudante de Mestrado UFABC 22. Jorge Molina Professor UNA/PARAGUAI 23. José Afonso Lajas Sanches Engenheiro UERJ 24. José Cupertino Ruiz Vargas Estudante de Doutorado UNESP 25. Lina Milena Huertas Guativa Estudante de Doutorado UERJ 26. Lucas de Brito Cavalcanti Estudante de Doutorado CBPF 27. Luiz Gustavo Dornelas Estudante UERJ 28. Marcio Antonio Costa Técnico UNESP 29. Marcos Correa Martins Jr. Estudante de Doutorado CBPF 30. Mario Vaz Engenheiro CBPF 31. Patricia Rebello Teles Pesquisador Doutor CBPF 32. Renata Salles Estudante UERJ 33. Rogerio Luiz Iope Engenheiro UNESP 2
3 34. Samir Cury Siqueira Técnico UERJ 35. Sergio Moraes Lietti Pesquisador Doutor UNESP 36. Thiago dos Reis Martins Estudante de Doutorado CBPF 37. Thiago Victor Moreno Estudante UNICAMP 38. Walter Luiz Aldá Júnior Estudante de Doutorado UERJ 4 Dissertações de Mestrado Concluídas 1. Título: Monte Carlo Study of New Neutral Resonance Production in a Diboson Channel at the CMS Experiment Estudante: José Cupertino Ruiz Vargas Orientador: Sérgio F. Novaes Instituição: UNESP 2. Título: Estudo do canal D ± K π ± π ± e de sua componente difrativa a s = 7 TeV no CMS/LHC Estudante: Ewerton Belchior Batista das Chagas Orientador: Wagner de Paula Carvalho e Hélio Nogima Date: 27/09/2013 Instituição: UERJ 3. Título: Medida da seção de choque difrativa simples ds/d t a s = 8 TeV no experimento CMS Estudante: Lina Milena Huertas Guativa Orientador : Alberto Santoro e Antonio Pereira Data: 16/06/2013 Instituição: UERJ 5 Teses de Doutorado Concluídas 1. Título: Estudo dos processos de dijatos exclusivos a s = 7 TeV no CMS/LHC Estudante: Eliza Melo da Costa Orientador: Alberto Santoro e Luiz Martins Mundim Filho Data: 24/05/2013 Instituição: UERJ 2. Título: Estudo da produção de multijatos em colisões próton-prótron com s = 7 TeV no detector CMS/LHC Estudante: Walter Luiz Aldá Júnior Orientador: Luiz Martins Mundim Filho e José de Sá Borges Filho Data: 18/11/2013 Instituição: UERJ 3
4 6 Notas Internas, Notas Públicas e Notas de Análise 1. CMS AN-2013/031 Multiplicity and p T dependence of dihadron correlations and multiparticle cumulant harmonics in ppb collisions. 2. CMS AN-2013/040 Search for a BSM resonance decaying to Z vector bosons in the semileptonic final state. 3. CMS AN-2013/045 Search for a BSM resonance decaying to W vector bosons in the semileptonic final state. 4. CMS AN-2013/055 Measurement of rapidity gap cross section at s = 7 TeV pp collisions at the LHC. 5. CMS AN-2013/060 Centrality determination for ppb data CMS AN-2013/072 Identifying Hadronically Decaying W Bosons Merged into a Single Jet. 7. CMS AN-2013/197 Study of Central Exclusive Dijet Production at s = 7 TeV in the CMS Experiment. 8. CMS AN-2013/381 Search for a BSM resonance decaying to W vector bosons in the semileptonic final state (update of AN-2013/045 for s = 8 TeV). 9. CMS AN-2013/393 Search for a BSM resonance decaying to Z vector bosons in the semileptonic final state (update of AN-2013/040 for s = 8 TeV). 10. CMS CR-2013/097 Observation of a diffractive contribution to dijet production in protonproton collisions at s = 7 TeV. 11. CERN OPEN-2013/043 Radiation tolerance of a SLVS receiver based on commercial components. 7 Apresentação em Conferências 1. "Heavy Ions in CMS", Parallel Talk at I Large Hadron Collider Physics Conference - Barcelona, Spain (2013). 2. "Review of Exotic Searches at CMS", Plenary Talk at Higgs and Beyond the Standard Model Physics at the LHC - Trieste, Italy (2013). 3. "Dihadron correlations and azimuthal anisotropy harmonics in ppb and PbPb at CMS", Plenary talk at the WPCF Acireale, Sicily, Italy (2013). 4. "Inclusive hadron production in pp and p-pb collisions from CMS", Plenary talk at the WPCF Acireale, Sicily, Italy (2013). 5. "Plans for the measurement of diffractive Z bosons production with CMS detector", plenary talk at QCD at LHC: III Workshop on QCD and Diffraction at the LHC joint with LHC Forward Physics and Diffraction WG meeting, Nov 2013, Cracow (Poland) 6. "Event processing time prediction at the CMS Experiment of the Large Hadron Collider", poster presented at CHEP2013: Computing in High Energy Physics 2013, Oct 2013, NIKHEF, Amsterdam (Netherlands) 7. "LHC results relevant for Cosmic Ray physics", parallel talk at WIN2013: XXIV Workshop on Weak Interactions and Neutrinos, Sep 2013, Natal (Brazil) 4
5 8. "Multijet Production in CMS", parallel talk at ENFPC: XXXIV Encontro Nacional de Física de Partículas e Campos, Aug 2013, Passa Quatro (Brazil) 9. "Heavy Ion Physics at the CMS", poster at ICNFP2013: 2nd International Conference on New Frontiers in Physics, 27 Aug-7 Sep 2013, Orthodox Academy of Creta, Kolymbari (Greece) 10. "Exclusive and diffractive physics with CMS", parallel talk at LHCP 2013: Large Hadron Collider Physics Conference, May 2013, IFAE (Institut de Fisica d Altes Energies), Barcelona (Spain) 11. "Diffractive and exclusive physics with CMS", plenary talk at LISHEP2013: Workshop on High Energy Physics in the Near Future, Mar 2013, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (EURJ), Rio de Janeiro (Brazil) 12. "Heavy Ion Physics in CMS", plenary talk at LISHEP2013: Workshop on High Energy Physics in the Near Future, Mar 2013, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (EURJ), Rio de Janeiro (Brazil) 13. "Observation of a diffractive contribution to dijet production in proton-proton collisions at s = 7 TeV", poster at LISHEP2013: Workshop on High Energy Physics in the Near Future, Mar 2013, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (EURJ), Rio de Janeiro (Brazil) 14. "Soft diffraction at CMS", plenary talk at ForwardPhysicsLHC: Results and prospects of forward physics at the LHC: Implications for the study of diffraction, cosmic ray interactions, and more, Feb 2013, CERN, Geneva (Switzerland) 8 Publicações em Periódicos 1. Measurement of the elliptic anisotropy of charged particles produced in PbPb collisions at nucleon-nucleon center-of-mass energy = 2.76 TeV Phys. Rev. C 87, (2013) 2. Studies of jet quenching using isolated-photon+jet correlations in PbPb and pp collisions at s NN = 2.76 TeV Phys. Lett. B 718, 773 (2013) 3. Search for new physics in events with opposite-sign leptons, jets, and missing transverse energy in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 718, 815 (2013) 4. Forward-backward asymmetry of Drell-Yan lepton pairs in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 718, 752 (2013) 5
6 5. Search for a W boson decaying to a bottom quark and a top quark in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 718, 1229 (2013) 6. Search for flavor changing neutral currents in top quark decays in pp collisions at 7 TeV Phys. Lett. B 718, 1252 (2013) 7. Measurement of the azimuthal anisotropy of neutral pions in PbPb collisions at snn = 2.76 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 8. Observation of a diffractive contribution to dijet production in proton-proton collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, (2013) 9. Measurement of the Y1S, Y2S and Y3S polarizations in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 10. Evidence for associated production of a single top quark and W boson in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 11. Search for a narrow spin-2 resonance decaying to a pair of Z vector bosons in the semileptonic final state Phys. Lett. B 718, 1208 (2013) 12. Search for anomalous production of highly boosted Z bosons decaying to dimuons in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 722, 28 (2013) 13. Search for supersymmetry in events with photons and low missing transverse energy in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 719, 42 (2013) 6
7 14. Search for fractionally charged particles in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, (2013) 15. Search for narrow resonances and quantum black holes in inclusive and b-tagged dijet mass spectra from pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1301, 013 (2013) 16. Search for excited leptons in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 720, 309 (2013) 17. Observation of long-range near-side angular correlations in proton-lead collisions at the LHC Phys. Lett. B 718, 795 (2013) 18. Search for pair production of third-generation leptoquarks and top squarks in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 19. Measurement of the inelastic proton-proton cross section at s = 7 TeV Phys. Lett. B 722, 5 (2013) 20. Search for heavy quarks decaying into a top quark and a W or Z boson using lepton + jets events in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1301, 154 (2013) 21. Measurement of the sum of W W and W Z production with W +dijet events in pp collisions at s = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2283 (2013) 22. Search for a non-standard-model Higgs boson decaying to a pair of new light bosons in four-muon final states Phys. Lett. B 726, 564 (2013) 23. Search for supersymmetry in final states with missing transverse energy and 0, 1, 2, or at least 3 b-quark jets in 7 TeV pp collisions using the variable alphat JHEP 1301, 077 (2013) 7
8 24. Measurement of differential top-quark pair production cross sections in pp colisions at s = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2339 (2013) 25. Search in leptonic channels for heavy resonances decaying to long-lived neutral particles JHEP 1302, 085 (2013) 26. Search for supersymmetry in final states with a single lepton, b-quark jets, and missing transverse energy in proton-proton collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, no. 5, (2013) 27. Search for Z resonances decaying to t t in dilepton+jets final states in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, (2013) 28. Identification of b-quark jets with the CMS experiment JINST 8, P04013 (2013) 29. Search for new physics in events with photons, jets, and missing transverse energy in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1303, 111 (2013) 30. Measurement of the ZZ production cross section and search for anomalous couplings in 2 l2l final states in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1301, 063 (2013) 31. Search for exotic resonances decaying into W Z/ZZ in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1302, 036 (2013) 32. Search for long-lived particles decaying to photons and missing energy in protonproton collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 722, 273 (2013) 33. Search for heavy resonances in the W/Z-tagged dijet mass spectrum in pp collisions at 7 TeV 8
9 Phys. Lett. B 723, 280 (2013) 34. Search for contact interactions in µ + µ events in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, no. 3, (2013) 35. Search for heavy narrow dilepton resonances in pp collisions at s = 7 TeV and s = 8 TeV Phys. Lett. B 720, 63 (2013) 36. Search for new physics in events with same-sign dileptons and b jets in pp collisions at s = 8 TeV JHEP 1303, 037 (2013), [Erratum-ibid. 1307, 041 (2013)] 37. Inclusive search for supersymmetry using the razor variables in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 111, (2013) 38. Measurement of the t t production cross section in pp collisions at s = 7 TeV with lepton + jets final states Phys. Lett. B 720, 83 (2013) 39. Measurements of differential jet cross sections in proton-proton collisions at s = 7 TeV with the CMS detector Phys. Rev. D 87, (2013) 40. Study of the Mass and Spin-Parity of the Higgs Boson Candidate Via Its Decays to Z Boson Pairs Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 41. Search for supersymmetry in pp collisions at s = 7 TeV in events with a single lepton, jets, and missing transverse momentum Eur. Phys. J. C 73, 2404 (2013) 42. Search for supersymmetry in events with opposite-sign dileptons and missing transverse energy using an artificial neural network Phys. Rev. D 87, (2013) 9
10 43. Event shapes and azimuthal correlations in Z + jets events in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 722, 238 (2013) 44. Interpretation of Searches for Supersymmetry with simplified Models Phys. Rev. D 88, (2013) 45. Search for physics beyond the standard model in events with τ leptons, jets, and large transverse momentum imbalance in pp collisions at s = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2493 (2013) 46. Measurement of W+W- and ZZ production cross sections in pp collisions at sqrt(s) = 8 TeV Phys. Lett. B 721, 190 (2013) 47. Search for contact interactions using the inclusive jet p T spectrum in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. D 87, (2013) 48. Measurement of the top-antitop production cross section in the tau+jets channel in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2386 (2013) 49. Measurement of the t t production cross section in the all-jet final state in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1305, 065 (2013) 50. Search for pair-produced dijet resonances in four-jet final states in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 51. Searches for Higgs bosons in pp collisions at sqrt(s) = 7 and 8 TeV in the context of four-generation and fermiophobic models Phys. Lett. B 725, 36 (2013) 52. Study of the underlying event at forward rapidity in pp collisions at s = 0.9, 2.76, and 7 TeV 10
11 JHEP 1304, 072 (2013) 53. Search for new physics in final states with a lepton and missing transverse energy in pp collisions at the LHC Phys. Rev. D 87, no. 7, (2013) 54. Search for a Higgs boson decaying into a b-quark pair and produced in association with b quarks in proton-proton collisions at 7 TeV Phys. Lett. B 722, 207 (2013) 55. Measurement of the X(3872) production cross section via decays to J/psi pi pi in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV JHEP 1304, 154 (2013) 56. Search for narrow resonances using the dijet mass spectrum in pp collisions at sqrt(s) = 8 TeV Phys. Rev. D 87, (2013) 57. Search for the standard model Higgs boson produced in association with a top-quark pair in pp collisions at the LHC JHEP 1305, 145 (2013) 58. Search for supersymmetry in hadronic final states with missing transverse energy using the variables AlphaT and b-quark multiplicity in pp collisions at 8 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2568 (2013) 59. Measurement of associated production of vector bosons and top quark-antiquark pairs at sqrt(s) = 7 TeV Phys. Rev. Lett. 110, (2013) 60. A New Boson with a Mass of 125 GeV Observed with the CMS Experiment at the Large Hadron Collider Science 338, 1569 (2012). 61. Observation of a new boson with mass near 125 GeV in pp collisions at s = 7 and 8 TeV 11
12 JHEP 1306, 081 (2013) 62. Studies of jet mass in dijet and W/Z + jet events JHEP 1305, 090 (2013) 63. Search for microscopic black holes in pp collisions at s = 8 TeV JHEP 1307, 178 (2013) 64. Measurement of the Υ(1S), Υ(2S), and Υ(3S) cross sections in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 727, 101 (2013) 65. Search for a standard-model-like Higgs boson with a mass in the range 145 to 1000 GeV at the LHC Eur. Phys. J. C 73, 2469 (2013) 66. Measurement of masses in the t t system by kinematic endpoints in pp collisions at s = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2494 (2013) 67. Measurement of the Λ 0 b lifetime in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 07, 163 (2013) 68. Measurement of the ratio of the inclusive 3-jet cross section to the inclusive 2-jet cross section in pp collisions at s = 7 TeV and first determination of the strong coupling constant in the TeV range Eur. Phys. J. C 73, 2604 (2013) 69. Searches for long-lived charged particles in pp collisions at s=7 and 8 TeV 70. Multiplicity and transverse momentum dependence of two- and four-particle correlations in ppb and PbPb collisions Phys. Lett. B 724, 213 (2013) 71. Search for gluino mediated bottom- and top-squark production in multijet final states in pp collisions at 8 TeV 12
13 Phys. Lett. B 725, 243 (2013) 72. Study of exclusive two-photon production of W + W in pp collisions at s = 7 TeV and constraints on anomalous quartic gauge couplings JHEP 1307, 116 (2013) 73. Measurement of neutral strange particle production in the underlying event in protonproton collisions at sqrt(s) = 7 TeV Phys. Rev. D 88, (2013) 74. Measurement of the hadronic activity in events with a Z and two jets and extraction of the cross section for the electroweak production of a Z with two jets in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1310, 101 (2013) 75. Measurement of the W + W Cross section in pp Collisions at s = 7 TeV and Limits on Anomalous W W γ and W W Z couplings Eur. Phys. J. C 73, 2610 (2013) 76. Energy calibration and resolution of the CMS electromagnetic calorimeter in pp collisions at s = 7 TeV JINST 8, P09009 (2013) 77. Search for top squarks in R-parity-violating supersymmetry using three or more leptons and b-tagged jets Phys. Rev. Lett. 111, (2013) 78. The performance of the CMS muon detector in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV at the LHC JINST 8, P11002 (2013) 79. Determination of the top-quark pole mass and strong coupling constant from the t t production cross section in pp collisions at s = 7 TeV Phys. Lett. B 728, 496 (2013) 80. Measurement of the B(s) to mu+ mu- branching fraction and search for B0 to mu+ mu- with the CMS Experiment 13
14 Phys. Rev. Lett. 111, (2013) 81. Search for a Higgs boson decaying into a Z and a photon in pp collisions at s = 7 and 8 TeV Phys. Lett. B 726, 587 (2013) 82. Measurement of the prompt J/psi and psi(2s) polarizations in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV Phys. Lett. B 727, 381 (2013) 83. Search for top-squark pair production in the single-lepton final state in pp collisions at s = 8 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2677 (2013) 84. Angular analysis and branching fraction measurement of the decay B 0 K 0 µ + µ Phys. Lett. B 727, 77 (2013) 85. Measurement of the W-boson helicity in top-quark decays from t t production in lepton+jets events in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1310, 167 (2013) 86. Search for a new bottomonium state decaying to Υ(1S)π + π in pp collisions at s = 8 TeV Phys. Lett. B 727, 57 (2013) 87. Measurement of the production cross section for Zγ ν νγ in pp collisions at s = 7 TeV and limits on ZZγ and Zγγ triple gauge boson couplings JHEP 1310, 164 (2013) 88. Searches for anomalous ttbar production in pp collisions at sqrt(s)=8 TeV Phys. Rev. Lett. 111, (2013) 89. Measurement of the cross section and angular correlations for associated production of a Z boson with b hadrons in pp collisions at s = 7 TeV JHEP 1312, 039 (2013) 14
15 90. Rapidity distributions in exclusive Z + jet and γ + jet events in pp collisions at s=7 TeV Phys. Rev. D 88, (2013) 91. Jet and underlying event properties as a function of charged-particle multiplicity in proton proton collisions at s = 7 TeV Eur. Phys. J. C 73, 2674 (2013) 92. Measurement of the differential and double-differential Drell-Yan cross sections in proton-proton collisions at s = 7 TeV JHEP 1312, 030 (2013) 15
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