A measurement of the single-top-quark t-channel production cross section in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the CMS detector at the LHC is presented. Two different and complementary approaches have been followed. The first approach exploits the distributions of the pseudorapidity of the recoil jet and reconstructed top-quark mass using background estimates determined from control samples in data. The second approach is based on multivariate analysis techniques that probe the compatibility of the candidate events with the signal. Data have been collected for the muon and electron final states, corresponding to integrated luminosities of 1.17 and 1.56 inverse femtobarns, respectively. The single-top-quark production cross section in the t-channel is measured to be 67.2 +/- 6.1 pb, in agreement with the approximate next-to-next-to-leading-order standard model prediction. Using the standard model electroweak couplings, the CKM matrix element abs(V[tb]]) is measured to be 1.020 +/- 0.046 (meas.) +/- 0.017 (theor.).

The results of searches for new physics in events with two same-sign isolated leptons, hadronic jets, and missing transverse energy in the final state are presented. The searches use an integrated luminosity of 35 pb−1 of pp collision data at a centre-of-mass energy of 7 TeV collected by the CMS experiment at the LHC. The observed numbers of events agree with the standard model predictions, and no evidence for new physics is found. To facilitate the interpretation of our data in a broader range of new physics scenarios, information on our event selection, detector response, and efficiencies is provided.

A bstract The mass of the top quark is measured using a sample of $ \mathrm{t}\overline{\mathrm{t}} $ candidate events with one electron or muon and at least four jets in the final state, collected by CMS in pp collisions at $ \sqrt{s}=7 $ TeV at the LHC. A total of 5174 candidate events is selected from data corresponding to an integrated luminosity of 5.0 fb −1 . For each event the mass is reconstructed from a kinematic fit of the decay products to a $ \mathrm{t}\overline{\mathrm{t}} $ hypothesis. The top-quark mass is determined simultaneously with the jet energy scale (JES), constrained by the known mass of the W boson in $ \mathrm{q}\overline{\mathrm{q}} $ decays, to be 173.49 ± 0.43 (stat. + JES) ±0.98 (syst.) GeV.

A 10 kilo-tonne dual-phase liquid argon TPC is one of the detector options considered for the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). The detector technology relies on amplification of the ionisation charge in ultra-pure argon vapour and oers several advantages compared to the traditional single-phase liquid argon TPCs. A 4.2 tonne dual-phase liquid argon TPC prototype, the largest of its kind, with an active volume of 3x1x1 $m^3$ has been constructed and operated at CERN. In this paper we describe in detail the experimental setup and detector components as well as report on the operation experience. We also present the first results on the achieved charge amplification, prompt scintillation and electroluminescence detection, and purity of the liquid argon from analyses of a collected sample of cosmic ray muons.

A bstract A measurement of the $ \Lambda_{\mathrm{b}}^0 $ lifetime using the decay $ {{{\Lambda_{\mathrm{b}}^0\to J}} \left/ {{\psi \varLambda }} \right.} $ in protonproton collisions at $ \sqrt{s}=7 $ TeV is presented. The data set, corresponding to an integrated luminosity of about 5 fb −1 , was recorded with the CMS experiment at the Large Hadron Collider using triggers that selected dimuon events in the J/ ψ mass region. The $ \Lambda_{\mathrm{b}}^0 $ lifetime is measured to be 1.503 ± 0.052 (stat.) ± 0.031 (syst.) ps.

Abstract This article describes the setup and performance of the near and far detectors in the Double Chooz experiment. The electron antineutrinos of the Chooz nuclear power plant were measured in two identically designed detectors with different average baselines of about 400 m and 1050 m from the two reactor cores. Over many years of data taking the neutrino signals were extracted from interactions in the detectors with the goal of measuring a fundamental parameter in the context of neutrino oscillation, the mixing angle $$\theta _{13}$$ θ 13 . The central part of the Double Chooz detectors was a main detector comprising four cylindrical volumes filled with organic liquids. From the inside towards the outside there were volumes containing gadolinium-loaded scintillator, gadolinium-free scintillator, a buffer oil and, optically separated, another liquid scintillator acting as veto system. Above this main detector an additional outer veto system using plastic scintillator strips was installed. The technologies developed in Double Chooz were inspiration for several other antineutrino detectors in the field. The detector design allowed implementation of efficient background rejection techniques including use of pulse shape information provided by the data acquisition system. The Double Chooz detectors featured remarkable stability, in particular for the detected photons, as well as high radiopurity of the detector components.

Abstract The 3×1×1 m 3 demonstrator is a dual phase liquid argon time projection chamber that has recorded cosmic rays events in 2017 at CERN. The light signal in these detectors is crucial to provide precise timing capabilities. The performance of the photon detection system, composed of five PMTs, are discussed. The collected scintillation and electroluminescence light created by passing particles has been studied in various detector conditions. In particular, the scintillation light production and propagation processes have been analyzed and compared to simulations, improving the understanding of some liquid argon properties.

During the commissioning of the first of the two detectors of the Double Chooz experiment, an unexpected and dominant background caused by the emission of light inside the optical volume has been observed. A specific study of the ensemble of phenomena called Light Noise has been carried out in-situ, and in an external laboratory, in order to characterize the signals and to identify the possible processes underlying the effect. Some mechanisms of instrumental noise originating from the PMTs were identified and it has been found that the leading one arises from the light emission localized on the photomultiplier base and produced by the combined effect of heat and high voltage across the transparent epoxy resin covering the electric components. The correlation of the rate and the amplitude of the signal with the temperature has been observed. For the first detector in operation the induced background has been mitigated using online and offline analysis selections based on timing and light pattern of the signals, while a modification of the photomultiplier assembly has been implemented for the second detector in order to blacken the PMT bases.

Abstract We report the results of the analyses of the cosmic ray data collected with a 4 tonne (3×1×1 m 3 ) active mass (volume) Liquid Argon Time-Projection Chamber (TPC) operated in a dual-phase mode. We present a detailed study of the TPC's response, its main detector parameters and performance. The results are important for the understanding and further developments of the dual-phase technology, thanks to the verification of key aspects, such as the extraction of electrons from liquid to gas and their amplification through the entire one square metre readout plain, gain stability, purity and charge sharing between readout views.