Results are presented from searches for the standard model Higgs boson in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 and 8 TeV in the Compact Muon Solenoid experiment at the LHC, using data samples corresponding to integrated luminosities of up to 5.1 inverse femtobarns at 7 TeV and 5.3 inverse femtobarns at 8 TeV. The search is performed in five decay modes: gamma gamma, ZZ, WW, tau tau, and b b-bar. An excess of events is observed above the expected background, with a local significance of 5.0 standard deviations, at a mass near 125 GeV, signalling the production of a new particle. The expected significance for a standard model Higgs boson of that mass is 5.8 standard deviations. The excess is most significant in the two decay modes with the best mass resolution, gamma gamma and ZZ; a fit to these signals gives a mass of 125.3 +/- 0.4 (stat.) +/- 0.5 (syst.) GeV. The decay to two photons indicates that the new particle is a boson with spin different from one.

Results on two-particle angular correlations for charged particles emitted in pPb collisions at a nucleon–nucleon center-of-mass energy of 5.02 TeV are presented. The analysis uses two million collisions collected with the CMS detector at the LHC. The correlations are studied over a broad range of pseudorapidity, η, and full azimuth, ϕ, as a function of charged particle multiplicity and particle transverse momentum, pT. In high-multiplicity events, a long-range (2<|Δη|<4), near-side (Δϕ≈0) structure emerges in the two-particle Δη–Δϕ correlation functions. This is the first observation of such correlations in proton–nucleus collisions, resembling the ridge-like correlations seen in high-multiplicity pp collisions at s=7TeV and in AA collisions over a broad range of center-of-mass energies. The correlation strength exhibits a pronounced maximum in the range of pT=1–1.5GeV/c and an approximately linear increase with charged particle multiplicity for high-multiplicity events. These observations are qualitatively similar to those in pp collisions when selecting the same observed particle multiplicity, while the overall strength of the correlations is significantly larger in pPb collisions.

A study is presented of the mass and spin-parity of the new boson recently observed at the LHC at a mass near 125 GeV. An integrated luminosity of $17.3\text{ }\text{ }{\mathrm{fb}}^{\ensuremath{-}1}$, collected by the CMS experiment in proton-proton collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV, is used. The measured mass in the $ZZ$ channel, where both $Z$ bosons decay to $e$ or $\ensuremath{\mu}$ pairs, is $126.2\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.6(\mathrm{stat})\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.2(\mathrm{syst})\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}$. The angular distributions of the lepton pairs in this channel are sensitive to the spin-parity of the boson. Under the assumption of spin 0, the present data are consistent with the pure scalar hypothesis, while disfavoring the pure pseudoscalar hypothesis.

We report observation of the electroweak production of single top quarks in $p\overline{p}$ collisions at $\sqrt{s}=1.96\text{ }\text{ }\mathrm{TeV}$ based on $2.3\text{ }\text{ }{\mathrm{fb}}^{\ensuremath{-}1}$ of data collected by the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider. Using events containing an isolated electron or muon and missing transverse energy, together with jets originating from the fragmentation of $b$ quarks, we measure a cross section of $\ensuremath{\sigma}(p\overline{p}\ensuremath{\rightarrow}tb+X,tqb+X)=3.94\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.88\text{ }\text{ }\mathrm{pb}$. The probability to measure a cross section at this value or higher in the absence of signal is $2.5\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}7}$, corresponding to a 5.0 standard deviation significance for the observation.

We report on a measurement of the inclusive jet cross section in pp[over ] collisions at a center-of-mass energy sqrt[s]=1.96 TeV using data collected by the D0 experiment at the Fermilab Tevatron Collider corresponding to an integrated luminosity of 0.70 fb;{-1}. The data cover jet transverse momenta from 50 to 600 GeV and jet rapidities in the range -2.4 to 2.4. Detailed studies of correlations between systematic uncertainties in transverse momentum and rapidity are presented, and the cross section measurements are found to be in good agreement with next-to-leading order QCD calculations.

The suppression of the individual Upsilon(nS) states in PbPb collisions with respect to their yields in pp data has been measured. The PbPb and pp data sets used in the analysis correspond to integrated luminosities of 150 inverse microbarns and 230 inverse nanobarns, respectively, collected in 2011 by the CMS experiment at the LHC, at a center-of-mass energy per nucleon pair of 2.76 TeV. The Upsilon(nS) yields are measured from the dimuon invariant mass spectra. The suppression of the Upsilon(nS) yields in PbPb relative to the yields in pp scaled by the number of nucleon-nucleon collisions, R[AA], is measured as a function of the collision centrality. Integrated over centrality, the R[AA] values are 0.56 +/- 0.08 (stat.) +/- 0.07 (syst.), 0.12 +/- 0.04 (stat.) +/- 0.02 (syst.), and lower than 0.10 (at 95% confidence level), for the Upsilon(1S), Upsilon(2S), and Upsilon(3S) states, respectively. The results demonstrate the sequential suppression of the Upsilon(nS) states in PbPb collisions at LHC energies.

Results from the first study of isolated-photon + jet correlations in relativistic heavy ion collisions are reported. The analysis uses data from PbPb collisions at a centre-of-mass energy of 2.76TeV per nucleon pair corresponding to an integrated luminosity of 150μb−1 recorded by the CMS experiment at the LHC. For events containing an isolated photon with transverse momentum pTγ>60GeV/c and an associated jet with pTJet>30GeV/c, the photon + jet pT imbalance is studied as a function of collision centrality and compared to pp data and pythia calculations at the same collision energy. Using the pTγ of the isolated photon as an estimate of the momentum of the associated parton at production, this measurement allows an unbiased characterisation of the in-medium parton energy loss. For more central PbPb collisions, a significant decrease in the ratio pTJet/pTγ relative to that in the pythia reference is observed. Furthermore, significantly more pTγ>60GeV/c photons in PbPb are observed not to have an associated pTJet>30GeV/c jet, compared to the reference. However, no significant broadening of the photon + jet azimuthal correlation is observed.

A bstract A search has been made for events containing an energetic jet and an imbalance in transverse momentum using a data sample of pp collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV. This signature is common to both dark matter and extra dimensions models. The data were collected by the CMS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 5.0 fb −1 . The number of observed events is consistent with the standard model expectation. Constraints on the dark matter-nucleon scattering cross sections are determined for both spin-independent and spin-dependent interaction models. For the spin-independent model, these are the most constraining limits for a dark matter particle with mass below 3.5 GeV/ c 2 , a region unexplored by direct detection experiments. For the spin-dependent model, these are the most stringent constraints over the 0.1–200 GeV/ c 2 mass range. The constraints on the Arkani-Hamed, Dimopoulos, and Dvali model parameter M D determined as a function of the number of extra dimensions are also an improvement over the previous results.

A bstract 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 fb −1 , 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 | V tb | is measured to be 1 . 020 ± 0 . 046 (meas.) ± 0 . 017 (theor.).

A search for neutral Higgs bosons decaying to tau pairs at a center-of-mass energy of 7 TeV is performed using a dataset corresponding to an integrated luminosity of 4.6 inverse femtobarns recorded by the CMS experiment at the LHC. The search is sensitive to both the standard model Higgs boson and to the neutral Higgs bosons predicted by the minimal supersymmetric extension of the standard model (MSSM). No excess of events is observed in the tau-pair invariant-mass spectrum. For a standard model Higgs boson in the mass range of 110-145 GeV upper limits at 95% confidence level (CL) on the production cross section are determined. We exclude a Higgs boson with m(H) = 115 GeV with a production cross section 3.2 times of that predicted by the standard model. In the MSSM, upper limits on the neutral Higgs boson production cross section times branching fraction to tau pairs, as a function of the pseudoscalar Higgs boson mass, m(A), sets stringent new bounds in the parameter space, excluding at 95% CL values of tan(beta) as low as 7.1 at m(A) = 160 GeV in the m[h](max) benchmark scenario.