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 proton-proton collisions at center-of-mass energies of 0.9, 2.36, and 7 TeV are presented, using data collected with the CMS detector over a broad range of pseudorapidity (eta) and azimuthal angle (phi). Short-range correlations in Delta(eta), which are studied in minimum bias events, are characterized using a simple "independent cluster" parametrization in order to quantify their strength (cluster size) and their extent in eta (cluster decay width). Long-range azimuthal correlations are studied differentially as a function of charged particle multiplicity and particle transverse momentum using a 980 inverse nb data set at 7 TeV. In high multiplicity events, a pronounced structure emerges in the two-dimensional correlation function for particle pairs with intermediate transverse momentum of 1-3 GeV/c, 2.0< |Delta(eta)| <4.8 and Delta(phi) near 0. This is the first observation of such a long-range, near-side feature in two-particle correlation functions in pp or p p-bar collisions.

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 detailed description is reported of the analysis used by the CMS Collaboration in the search for the standard model Higgs boson in pp collisions at the LHC, which led to the observation of a new boson. The data sample corresponds to integrated luminosities up to 5.1 inverse femtobarns at sqrt(s) = 7 TeV, and up to 5.3 inverse femtobarns at sqrt(s) = 8 TeV. The results for five Higgs boson decay modes gamma gamma, ZZ, WW, tau tau, and bb, which show a combined local significance of 5 standard deviations near 125 GeV, are reviewed. A fit to the invariant mass of the two high resolution channels, gamma gamma and ZZ to 4 ell, gives a mass estimate of 125.3 +/- 0.4 (stat) +/- 0.5 (syst) GeV. The measurements are interpreted in the context of the standard model Lagrangian for the scalar Higgs field interacting with fermions and vector bosons. The measured values of the corresponding couplings are compared to the standard model predictions. The hypothesis of custodial symmetry is tested through the measurement of the ratio of the couplings to the W and Z bosons. All the results are consistent, within their uncertainties, with the expectations for a standard model Higgs boson.

New sets of parameters (“tunes”) for the underlying-event (UE) modelling of the pythia8, pythia6 and herwig++ Monte Carlo event generators are constructed using different parton distribution functions. Combined fits to CMS UE proton–proton ( $$\mathrm{p}\mathrm{p}$$ ) data at $$\sqrt{s}=7\text{TeV}$$ and to UE proton–antiproton ( $$\mathrm{p}\bar{\mathrm{p}}$$ ) data from the CDF experiment at lower $$\sqrt{s}$$ , are used to study the UE models and constrain their parameters, providing thereby improved predictions for proton–proton collisions at 13 $$\text{TeV}$$ . In addition, it is investigated whether the values of the parameters obtained from fits to UE observables are consistent with the values determined from fitting observables sensitive to double-parton scattering processes. Finally, comparisons are presented of the UE tunes to “minimum bias” (MB) events, multijet, and Drell–Yan ( $$\mathrm{q}\bar{\mathrm{q}}\to \mathrm{Z}/{\gamma }^{\ast }\to$$ lepton-antilepton+jets) observables at 7 and 8 $$\text{TeV}$$ , as well as predictions for MB and UE observables at 13 $$\text{TeV}$$ .

Observation of the diphoton decay mode of the recently discovered Higgs boson and measurement of some of its properties are reported. The analysis uses the entire dataset collected by the CMS experiment in proton-proton collisions during the 2011 and 2012 LHC running periods. The data samples correspond to integrated luminosities of 5.1[Formula: see text]at [Formula: see text] and 19.7[Formula: see text]at 8[Formula: see text] . A clear signal is observed in the diphoton channel at a mass close to 125[Formula: see text] with a local significance of [Formula: see text], where a significance of [Formula: see text] is expected for the standard model Higgs boson. The mass is measured to be [Formula: see text] , and the best-fit signal strength relative to the standard model prediction is [Formula: see text][Formula: see text][Formula: see text]. Additional measurements include the signal strength modifiers associated with different production mechanisms, and hypothesis tests between spin-0 and spin-2 models.

Measurements of two- and multi-particle angular correlations in pp collisions at sqrt(s) = 5, 7, and 13 TeV are presented as a function of charged-particle multiplicity. The data, corresponding to integrated luminosities of 1.0 inverse picobarn (5 TeV), 6.2 inverse picobarns (7 TeV), and 0.7 inverse picobarns (13 TeV), were collected using the CMS detector at the LHC. The second-order (v[2]) and third-order (v[3]) azimuthal anisotropy harmonics of unidentified charged particles, as well as v[2] of K0 short and Lambda/anti-Lambda particles, are extracted from long-range two-particle correlations as functions of particle multiplicity and transverse momentum. For high-multiplicity pp events, a mass ordering is observed for the v[2] values of charged hadrons (mostly pions), K0 short, and Lambda/anti-Lambda, with lighter particle species exhibiting a stronger azimuthal anisotropy signal below pt of about 2 GeV/c. For 13 TeV data, the v[2] signals are also extracted from four- and six-particle correlations for the first time in pp collisions, with comparable magnitude to those from two-particle correlations. These observations are similar to those seen in pPb and PbPb collisions, and support the interpretation of a collective origin for the observed long-range correlations in high-multiplicity pp collisions.

New sets of CMS underlying-event parameters ("tunes") are presented for the pythia8 event generator. These tunes use the NNPDF3.1 parton distribution functions (PDFs) at leading (LO), next-to-leading (NLO), or next-to-next-to-leading (NNLO) orders in perturbative quantum chromodynamics, and the strong coupling evolution at LO or NLO. Measurements of charged-particle multiplicity and transverse momentum densities at various hadron collision energies are fit simultaneously to determine the parameters of the tunes. Comparisons of the predictions of the new tunes are provided for observables sensitive to the event shapes at LEP, global underlying event, soft multiparton interactions, and double-parton scattering contributions. In addition, comparisons are made for observables measured in various specific processes, such as multijet, Drell-Yan, and top quark-antiquark pair production including jet substructure observables. The simulation of the underlying event provided by the new tunes is interfaced to a higher-order matrix-element calculation. For the first time, predictions from pythia8 obtained with tunes based on NLO or NNLO PDFs are shown to reliably describe minimum-bias and underlying-event data with a similar level of agreement to predictions from tunes using LO PDF sets.

A search for new physics is performed in multijet events with large missing transverse momentum produced in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 19.5 inverse femtobarns collected with the CMS detector at the LHC. The data sample is divided into three jet multiplicity categories (3-5, 6-7, and 8 or more jets), and studied further in bins of two variables: the scalar sum of jet transverse momenta and the missing transverse momentum. The observed numbers of events in various categories are consistent with backgrounds expected from standard model processes. Exclusion limits are presented for several simplified supersymmetric models of squark or gluino pair production.

Measurements of inclusive charged-hadron transverse-momentum and pseudorapidity distributions are presented for proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 0.9 $ and 2.36 TeV. The data were collected with the CMS detector during the LHC commissioning in December 2009. For non-single-diffractive interactions, the average charged-hadron transverse momentum is measured to be 0.46 ± 0.01 (stat.) ± 0.01 (syst.) GeV/c at 0.9 TeV and 0.50 ± 0.01 (stat.) ± 0.01 (syst.) GeV/c at 2.36 TeV, for pseudorapidities between --2.4 and +2.4. At these energies, the measured pseudorapidity densities in the central region, dN ch/dη||η|<0.5, are 3:48 ± 0:02 (stat.) ± 0.13 (syst.) and 4:47 ± 0:04 (stat.) ± 0.16 (syst.), respectively. The results at 0.9 TeV are in agreement with previous measurements and confirm the expectation of near equal hadron production in $ \overline p p $ and pp collisions. The results at 2.36 TeV represent the highest-energy measurements at a particle collider to date.