A search for resonances and quantum black holes is performed using the dijet mass spectra measured in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=8\text{ }\text{ }\mathrm{TeV}$ with the CMS detector at the LHC. The data set corresponds to an integrated luminosity of $19.7\text{ }\text{ }{\mathrm{fb}}^{\ensuremath{-}1}$. In a search for narrow resonances that couple to quark-quark, quark-gluon, or gluon-gluon pairs, model-independent upper limits, at 95% confidence level, are obtained on the production cross section of resonances, with masses above 1.2 TeV. When interpreted in the context of specific models the limits exclude string resonances with masses below 5.0 TeV; excited quarks below 3.5 TeV; scalar diquarks below 4.7 TeV; ${W}^{\ensuremath{'}}$ bosons below 1.9 TeV or between 2.0 and 2.2 TeV; ${Z}^{\ensuremath{'}}$ bosons below 1.7 TeV; and Randall-Sundrum gravitons below 1.6 TeV. A separate search is conducted for narrow resonances that decay to final states including $b$ quarks. The first exclusion limit is set for excited $b$ quarks, with a lower mass limit between 1.2 and 1.6 TeV depending on their decay properties. Searches are also carried out for wide resonances, assuming for the first time width-to-mass ratios up to 30%, and for quantum black holes with a range of model parameters. The wide resonance search excludes axigluons and colorons with mass below 3.6 TeV, and color-octet scalars with mass below 2.5 TeV. Lower bounds between 5.0 and 6.3 TeV are set on the masses of quantum black holes.

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 bstract Results are presented on a search for a light charged Higgs boson that can be produced in the decay of the top quark t → H + b and which, in turn, decays into τ + ν τ . The analysed data correspond to an integrated luminosity of about 2 fb −1 recorded in protonproton collisions at $ \sqrt {s} = 7\;TeV $ by the CMS experiment at the LHC. The search is sensitive to the decays of the top quark pairs $ {\text{t}}\overline {\text{t}} $ → H ± W ∓ $ {\text{b}}\overline {\text{b}} $ and $ {\text{t}}\overline {\text{t}} $ → H ± H ∓ $ {\text{b}}\overline {\text{b}} $ . Various final states have been studied separately, all requiring presence of a τ lepton from H + decays, missing transverse energy, and multiple jets. Upper limits on the branching fraction B (t → H + b) in the range of 2-4 % are established for charged Higgs boson masses between 80 and 160 GeV, under the assumption that B (H + → τ + ν τ ) = 1.

A measurement is presented of W-boson production in PbPb collisions carried out at a nucleon-nucleon (NN) centre-of-mass energy sqrt(s[NN]) of 2.76 TeV at the LHC using the CMS detector. In data corresponding to an integrated luminosity of 7.3 inverse microbarns, the number of W to mu mu-neutrino decays is extracted in the region of muon pseudorapidity abs(eta[mu])<2.1 and transverse momentum pt[mu]>25 GeV. Yields of muons found per unit of pseudorapidity correspond to (159 +/- 10 (stat.) +/- 12 (syst.)) 10E-8 W(plus) and (154 +/- 10 (stat.) +/- 12 (syst.)) 10E-8 W(minus) bosons per minimum-bias PbPb collision. The dependence of W production on the centrality of PbPb collisions is consistent with a scaling of the yield by the number of incoherent NN collisions. The yield of W bosons is also studied in a sample of pp interactions at sqrt(s)= 2.76 TeV corresponding to an integrated luminosity of 231 inverse nanobarns. The individual W(plus) and W(minus) yields in PbPb and pp collisions are found to agree, once the neutron and proton content in Pb nuclei is taken into account. Likewise, the difference observed in the dependence of the positive and negative muon production on pseudorapidity is consistent with next-to-leading order perturbative QCD calculations.

Measurements of the muon charge asymmetry in inclusive pp to WX production at sqrt(s) = 7 TeV are presented. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 4.7 inverse femtobarns recorded with the CMS detector at the LHC. With a sample of more than twenty million W to mu nu events, the statistical precision is greatly improved in comparison to previous measurements. These new results provide additional constraints on the parton distribution functions of the proton in the range of the Bjorken scaling variable x from 10E-3 to 10E-1. These measurements and the recent CMS measurement of associated W + charm production are used together with the cross sections for inclusive deep inelastic ep scattering at HERA in a next-to-leading-order QCD analysis. The determination of the valence quark distributions is improved, and the strange-quark distribution is probed directly through the leading-order process g + s to W + c in proton-proton collisions at the LHC.

In searches for new physics in the energy regime of the LHC, it is becoming increasingly important to distinguish single-jet objects that originate from the merging of the decay products of W bosons produced with high transverse momenta from jets initiated by single partons. Algorithms are defined to identify such W jets for different signals of interest, using techniques that are also applicable to other decays of bosons to hadrons that result in a single jet, such as those from highly boosted Z and Higgs bosons. The efficiency for tagging W jets is measured in data collected with the CMS detector at a center-of-mass energy of 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb−1. The performance of W tagging in data is compared with predictions from several Monte Carlo simulators.

A search for new physics is performed using isolated same-sign dileptons with at least two b-quark jets in the final state. Results are based on a 4.98 inverse femtobarn sample of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 7 TeV collected by the CMS detector. No excess above the standard model background is observed. Upper limits at 95% confidence level are set on the number of events from non-standard-model sources. These limits are used to set constraints on a number of new physics models. Information on acceptance and efficiencies are also provided so that the results can be used to confront additional models in an approximate way.

Searches for supersymmetry (SUSY) are presented based on the electroweak pair production of neutralinos and charginos, leading to decay channels with Higgs, Z, and W bosons and undetected lightest SUSY particles (LSPs). The data sample corresponds to an integrated luminosity of about 19.5 inverse femtobarns of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 8 TeV collected in 2012 with the CMS detector at the LHC. The main emphasis is neutralino pair production in which each neutralino decays either to a Higgs boson (h) and an LSP or to a Z boson and an LSP, leading to hh, hZ, and ZZ states with missing transverse energy (ET(miss)). A second aspect is chargino-neutralino pair production, leading to hW states with ET(miss). The decays of a Higgs boson to a bottom-quark pair, to a photon pair, and to final states with leptons are considered in conjunction with hadronic and leptonic decay modes of the Z and W bosons. No evidence is found for supersymmetric particles, and 95% confidence level upper limits are evaluated for the respective pair production cross sections and for neutralino and chargino mass values.

The underlying event activity in proton-proton collisions at forward pseudorapidity (-6.6 < eta < -5.2) is studied with the CMS detector at the LHC, using a novel observable: the ratio of the forward energy density, dE/d(eta), for events with a charged-particle jet produced at central pseudorapidity (abs(eta[jet]) < 2) to the forward energy density for inclusive events. This forward energy density ratio is measured as a function of the central jet transverse momentum, pt, at three different pp centre-of-mass energies (sqrt(s) = 0.9, 2.76, and 7 TeV). In addition, the sqrt(s) evolution of the forward energy density is studied in inclusive events and in events with a central jet. The results are compared to those of Monte Carlo event generators for pp collisions and are discussed in terms of the underlying event. Whereas the dependence of the forward energy density ratio on jet pt at each sqrt(s) separately can be well reproduced by some models, all models fail to simultaneously describe the increase of the forward energy density with sqrt(s) in both inclusive events and in events with a central jet.

A bstract Invariant mass spectra for jets reconstructed using the anti- k T and CambridgeAachen algorithms are studied for different jet “grooming” techniques in data corresponding to an integrated luminosity of 5 fb −1 , recorded with the CMS detector in proton-proton collisions at the LHC at a center-of-mass energy of 7 TeV. Leading-order QCD predictions for inclusive dijet and W/Z+jet production combined with parton-shower Monte Carlo models are found to agree overall with the data, and the agreement improves with the implementation of jet grooming methods used to distinguish merged jets of large transverse momentum from softer QCD gluon radiation.